파이썬의 얕은 복사(shallow copy), 깊은 복사(deep copy)

2021, 05월 17일 2 분 소요

개요

탐색 알고리즘 문제를 풀다보면 리스트에 대한 참조를 많이 하게 된다. DFS 알고리즘을 예로 들면 parent node에서 leaf node까지 탐색을 한 후에 recursion을 통해 이전 노드로 되돌아가게 된다.

이 때 이전 탐색의 결과가 현재 탐색에 영향을 주면 안되기 때문에 기존에 사용하던 리스트 슬라이싱을 이용하여 복사를 했었다.

그런데 2차원 리스트를 복사하는 경우에 문제가 생겨서 크게 당황했었다.

original = [[1, 2], [3, 4], [5]]
new = original[:] # 리스트 슬라이싱을 이용한 복사

new[2].append(6)

# original  [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
# new       [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]

위와 같은 예로 2차원 리스트에서는 복사의 결과가 내 예상과 맞지 않았다.

그 이유는 mutable 객체인 리스트가 복사 되었지만 리스트 내부의 객체들은 복사되지 않았기 때문이다.(얕은 복사)

mutable, immutable 객체

클래스	구분
list	mutable
set	mutable
dict	mutable
bool	immutable
int, float	immutable
tuple	immutable
str	immutable

얕은 복사 / shallow copy

방법은 크게 3가지가 있다.

반복문을 통해 새로운 mutable 객체에 값 대입

original = [1, 2, 3, 4, 5]
new = []
for item in original:
    new.append(item)
# new   [1, 2, 3, 4, 5]

리스트 슬라이싱을 이용한 복사

original = [1, 2, 3, 4, 5]
new = original[:]
# new   [1, 2, 3, 4, 5]

copy 라이브러리 이용

import copy

original = [1, 2, 3, 4, 5]
new = copy.copy(original)
# new   [1, 2, 3, 4, 5]

immutable in mutable

immutable 객체들을 담고있는 mutable 객체에 얕은 복사를 사용했을 때는 아무런 문제가 없다. 그 이유는 새롭게 대입된 immutable 객체는 기존의 immutable 객체와 같은 주소를 가지지만 immutable 객체의 수정이 불가능한 특성 때문이다.

original = [1, 2, 3, 4, 5] # immutable 객체 int를 담고있는 mutable 객체
new = original[:]
new[0] = 10
# original  [1, 2, 3, 4, 5]
# new       [10, 2, 3, 4, 5]

mutable in mutable

하지만 얕은복사는 mutable 객체가 담고있는 내부의 객체들은 복사하지 않기 때문에 mutable in mutable의 경우 완전한 복사가 이루어지지 않는다.

original = [[1, 2], [3, 4], [5]] # 2차원 리스트(mutable in mutable)
new = original[:]

# 최상위 mutable 객체는 복사 O
# id(original)      2346170478336
# id(new)           2346170478272
#
# 내부의 mutable 객체는 복사 X
# id(original[0])   2346170477824
# id(new[0])        2346170477824

깊은 복사 / deep copy

깊은 복사 직접 구현

recursion을 이용하여 깊은 복사 함수를 아래와 같이 만들어보았다. 이를 응용하여 set, dict에 대한 깊은 복사도 구현 가능하다.

def my_deepcopy(mutable):
    # mutable 객체인 경우 해당 값 return
    if not type(mutable) in (list, set, dict):
        return mutable
    # list인 경우
    if type(mutable) is list:
        new = [] # 깊은 복사를 위한 새로운 mutable 객체 생성
        for item in mutable:
            new.append(my_deepcopy(item)) # recursion
    elif type(mutable) is set:
        pass # set 구현 생략
    elif type(mutable) is dict:
        pass # dict 구현 생략
    return new
    
original = [[1, 2], [3, 4]]
new = my_deepcopy(original)
new[0][0] = 0
# original  [[1, 2], [3, 4]]
# new       [[0, 2], [3, 4]]

copy.deepcopy()

또 다른 방법은 copy 라이브러리에서 제공하는 deepcopy() 함수를 이용하면 된다.

import copy

original = [[1, 2], [3, 4]]
new = copy.deepcopy(original)
new[0][0] = 0
# original  [[1, 2], [3, 4]]
# new       [[0, 2], [3, 4]]

최준규