2024/12/22

【Python】直接代入／シャローコピー／ディープコピーの違い

雑学

更新月：2024/12
Pythonの変数への代入における、直接代入／シャローコピー／ディープコピーの違いについて理解する記事になります。

シャローコピーとディープコピーの違い

1. 直接代入するケース

original_list = [1, 2, [3, 4]]

# 直接代入
assigned_list = original_list

# 変更
assigned_list[0] = 99
assigned_list[2][0] = 999

# 結果を表示
print("original_list:", original_list)  # [99, 2, [999, 4]]
print("assigned_list:", assigned_list)  # [99, 2, [999, 4]]

説明:

• 「assigned_list = original_list」とした時点で、assigned_list と original_list は同じオブジェクトを指し示します。
• そのため、assigned_list で変更を加えると、original_list も影響を受けます。
• 特に、内側のリスト（[3, 4]）も両方で共有されているため、assigned_list[2][0] = 999 を変更したとき、original_list も変更されます。

2. シャローコピーを用いるケース

import copy

original_list = [1, 2, [3, 4]]

# シャローコピーを作成
shallow_copy = original_list.copy()

# 変更
shallow_copy[0] = 99
shallow_copy[2][0] = 999

# 結果を表示
print("original_list:", original_list)  # [1, 2, [999, 4]]
print("shallow_copy:", shallow_copy)    # [99, 2, [999, 4]]

説明:

• shallow_copy = original_list.copy()で、シャローコピーを作成します。
• シャローコピーでは、リストの要素（1, 2, [3, 4]）がコピーされますが、内側のリスト（[3, 4]）の参照は共有されます。
• そのため、shallow_copy[2][0] = 999 を変更すると、original_list の中の内側のリストも影響を受けます。
• しかし、リストの最初の要素 0 を変更しても、original_list[0] は変わりません。

3. ディープコピーを用いるケース

import copy

original_list = [1, 2, [3, 4]]

# ディープコピーを作成
deep_copy = copy.deepcopy(original_list)

# 変更
deep_copy[0] = 99
deep_copy[2][0] = 999

# 結果を表示
print("original_list:", original_list)  # [1, 2, [3, 4]]
print("deep_copy:", deep_copy)          # [99, 2, [999, 4]]

説明:

• deep_copy = copy.deepcopy(original_list)で、ディープコピーを作成します。
• ディープコピーでは、元のリストとその中のオブジェクトをすべて新しくコピーします。
• そのため、元のリストとディープコピーはまったく独立したオブジェクトになります。
• したがって、deep_copy[0] = 99 や deep_copy[2][0] = 999 を変更しても、元のリストには影響を与えません。

まとめ：直接代入、シャローコピー、ディープコピーの違い

直感的な理解のためのポイント

• 直接代入では、2つの変数が同じオブジェクトを指し示しているため、どちらを変更しても両方に影響があります。
• シャローコピーでは、リスト自体のコピーは作成されますが、その中のミュータブルなオブジェクト（例えば、リストや辞書など）は参照が共有されるため、内部のオブジェクトの変更は元のリストにも影響を与えます。
• ディープコピーでは、オブジェクトとその中身が全て新しくコピーされるため、元のオブジェクトとディープコピーは完全に独立しています。

補足：シャローコピー＆イミュータブルで影響を与えない理由

シャローコピーしたリストで数値や文字列のようなイミュータブルなオブジェクトを示す要素の内容を変更（直接代入）してもコピー元には影響を与えません。コピー先の要素として持つ参照値を別で作られた新規イミュータブルオブジェクトの参照値に書き換えるに過ぎないためです。

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外部リンク

• Python公式

生成AIメモ

• 利用AI：ChatGPT 4o mini、一部利用
• プロンプト1：pythonの「シャローコピー」の説明を初学者に向けた内容でお願いします。「参照値の値渡し」を内容に含めて、文を組み立ててほしいです。
• プロンプト2：説明をまとめて欲しいです。
  ・コピーメソッドを使わず、直接代入するケース
  ・シャローコピーを用いるケース
  ・ディープコピーを用いるケース
  差が明確になる直感的にわかりやすい記述でお願いします。
• プロンプト3：先程の内容をhtml形式（style使用せず）で出力してほしいです。

内容チェック済。

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