Python　リストをコピーする方法｜ディープコピーとシャローコピーの違いと使い方

Pythonにおいて、リストをコピーする方法について解説します。

Pythonでリストをコピーする方法を知りたいのですが、どうやったらできますか？

Pythonにはリストをコピーにはディープコピーとシャローコピーがあります。それぞれの違いと使い方について解説しましょう。

ディープコピーとシャローコピーの違い

Pythonにおいて、ディープコピーとシャローコピーは、リストをコピーする方法において重要な概念です。以下に、両者の違いを説明します。

シャローコピー

　シャローコピーは、元のリストと同じオブジェクトを参照するため、参照元の値が変更されるとコピー先の値も変更されます。すなわち、元のリストとコピー先のリストが同じ場所を参照していることになります。そのため、元のリストに対して変更があると、コピー先のリストにも同様の変更が反映されます。シャローコピーは、copy()関数を使って実現できます。

ディープコピー

　ディープコピーは、元のリストとは別のオブジェクトを参照するため、参照元の値の変更がコピー先に影響を与えません。つまり、元のリストとコピー先のリストが異なる場所を参照していることになります。そのため、元のリストに対する変更は、コピー先のリストには影響を与えません。ディープコピーは、copyモジュールのdeepcopy()関数を使って実現できます。

ディープコピーとシャローコピーは、リストの要素が変更されることが予期しない結果を引き起こす可能性があるため、コピー方法を選ぶときには重要なポイントです。例えば、浅いコピーでリストの要素を変更すると、元のリストの要素も変更されてしまう可能性があります。したがって、データのコピーを行う場合には、状況に応じて適切な方法を選択することが重要です。

スライスを使ったコピー方法

Pythonにおいて、リストをコピーする方法の一つに、スライスを使った方法があります。以下に、スライスを使ったコピー方法の詳細な解説を示します。

スライスを使ったコピー方法は、元のリストの一部をコピーする方法であり、以下のような手順で実現されます。

コピー元のリストをスライスして、コピー先のリストを生成する。
コピー先のリストに、コピー元のリストを代入する。

具体的には、以下のようなコードによってリストをコピーすることができます。

list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = list1[:]

この例では、list1をスライスして、list2を生成しています。この方法で生成されたlist2は、list1とは別のオブジェクトを参照しているため、list1の要素が変更されても、list2には影響を与えません。

スライスを使ったコピー方法は、シンプルで理解しやすいため、覚えておくと便利です。ただし、スライスを使ったコピーは、ディープコピーではなく、シャローコピーと同じ効果を持つため、元のリストの要素がリストや辞書などの参照型の場合は、コピー先のリストでも同じオブジェクトが参照されることになります。そのため、スライスを使ったコピー方法は、リストの要素が基本型の場合に限定されることになります。

copy()関数を使ったコピー方法

Pythonには、組み込み関数であるcopy()関数を使ってリストをコピーする方法が用意されています。以下に、copy()関数を使ったコピー方法の詳細な解説を示します。

copy()関数を使ったコピー方法は、シャローコピーを行う方法です。シャローコピーとは、元のリストと同じオブジェクトを参照するため、参照元の値が変更されるとコピー先の値も変更されます。copy()関数を使うことで、元のリストとは別のオブジェクトを参照することができますが、元のリストの要素がリストや辞書などの参照型の場合は、コピー先のリストでも同じオブジェクトが参照されることになります。

copy()関数を使ったコピー方法は、以下のような手順で実現されます。

copy()関数を使って、元のリストとは別のオブジェクトを持つ新しいリストを生成する。
新しいリストに、元のリストの要素をコピーする。

具体的には、以下のようなコードによってリストをコピーすることができます。

import copy

list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = copy.copy(list1)

この例では、copy()関数を使って、list1をコピーしたlist2を生成しています。この方法で生成されたlist2は、list1とは別のオブジェクトを参照しているため、list1の要素が変更されても、list2には影響を与えません。

deepcopy()関数を使ったコピー方法

Pythonにおいて、リストをディープコピーする場合は、copyモジュールのdeepcopy()関数を使います。以下に、deepcopy()関数を使ったコピー方法の詳細な解説を示します。

deepcopy()関数を使ったコピー方法は、元のリストとは別のオブジェクトを参照するため、参照元の値の変更がコピー先に影響を与えません。つまり、元のリストとコピー先のリストが異なる場所を参照していることになります。

deepcopy()関数を使ったコピー方法は、以下のような手順で実現されます。

copyモジュールをインポートする。
deepcopy()関数を使って、元のリストとは別のオブジェクトを持つ新しいリストを生成する。

具体的には、以下のようなコードによってリストをディープコピーすることができます。

import copy

list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = copy.deepcopy(list1)

この例では、deepcopy()関数を使って、list1をディープコピーしたlist2を生成しています。この方法で生成されたlist2は、list1とは別のオブジェクトを参照しているため、list1の要素が変更されても、list2には影響を与えません。

deepcopy()関数は、リストや辞書などの参照型オブジェクトを再帰的にコピーして、元のオブジェクトとは異なるオブジェクトを生成します。そのため、リストの要素がリストや辞書などの参照型の場合でも、ディープコピーすることができます。

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まとめ

ythonにおいて、リストをコピーする方法について解説しました。

リストのコピーには、ディープコピーとシャローコピーの2つの方法があります。
シャローコピーは、元のリストと同じオブジェクトを参照するため、参照元の値が変更されるとコピー先の値も変更されます。
ディープコピーは、元のリストとは別のオブジェクトを参照するため、参照元の値の変更がコピー先に影響を与えないです。
スライスを使ったコピー方法は、元のリストの一部をコピーする方法であり、コピー先のリストをスライスした要素に元のリストを代入することで実現します。
copy()関数を使ったコピー方法は、シャローコピーを行う方法であり、copy()関数を使うことで、元のリストとは別のオブジェクトを参照することができます。
ディープコピーを行う場合は、copyモジュールのdeepcopy()関数を使う。

Pythonでリストをコピーする方法は、ディープコピーとシャローコピーの違いに注目し、適切な方法を選択することが重要です。スライスを使った方法はシンプルで理解しやすいため、覚えておくと便利です。また、リストだけでなく、他のデータ構造でもコピーを行う方法がありますので、様々な場面で活用してみましょう。