[Python] 얕은 복사 vs 깊은 복사 (feat. mutable, immutable 객체)

백준을 풀다가 파이썬은 변수를 대입할 때 메모리 주소가 좀 다르게 할당되는 것 같아서

알아보니 mutable, immutable 객체에 따라 다른 점이 있다는 것을,, 알게 되었다.

그래서 공부하고 쓰는 글 〰️

 

📍 mutable 객체와 immutable 객체의 비교

파이썬에서 객체는 mutable, immutable로 나눌 수 있는데,

list / set / dict 등은 mutable 객체, bool / int / str 등은 immutable 객체이다.

 

👉 구분 방법

list 처럼 하나 하나의 요소를 바꿔서 저장할 수 있는 객체는 mutable,

str처럼 하나 하나의 요소만을 바꿔 저장할 수 없는 객체는 immutable이라고 생각하면 쉽다.

 

아래 코드에 list, str을 대표로 mutable 객체와 immutable 객체를 간단히 비교했다.

a = [1, 2, 3]
print(id(a)) # output : 4507373056
a[0] = 0
print(id(a)) # output : 4507373056

b = "abc"
print(id(b)) # output : 4507295344
# b[0] = "d" 하나의 글자 변경 불가
b = "def"
print(id(b)) # output : 4507969456

• 리스트 a에 [1, 2, 3]을 최초로 저장했고, a[0]을 0으로 바꿔주었는데,
  [0]에 0을 넣기 전과 후 모두 메모리 주소가 같은 것을 확인할 수 있다.
  이는 list가 mutable 객체이기 때문에 가능한 것이다.
• str으로 선언된 b의 경우에는 하나 하나의 요소를 바꿀 수는 없고,
  따라서 전체 값을 새로 저장해주어야만 값의 변경이 가능하다.
  이 경우 아예 새로운 값을 다시 할당하는 것이므로 당연하게도 메모리 주소는 달라진다.

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📍 mutable 객체와 immutable 객체의 변수 대입 비교 - 얕은 복사

mutable과 immutable 모두 그냥 변수에 대입할 때는 '얕은 복사'라는 것을 하게 된다.

(슬라이싱도 얕은 복사, copy 모듈의 copy 메소드도 얕은 복사)

얕은 복사를 하면 어떤 일이 생기는지 아래 코드에서 확인하자.

 

mutable 객체와 immutable 객체에 각각 변수를 대입했을 때의 결과를 코드로 작성했다.

x1 = [1, 2, 3]
x2 = x1
x2[0] = 0
print(x1, x2) # output : [0, 2, 3] [0, 2, 3]
print(id(x1), id(x2)) # output : 4481772864 4481772864

y1 = "abc"
y2 = y1
y2 = "def"
print(y1, y2) # output : abc def
print(id(y1), id(y2)) # output : 4516896368 4517570352

• x1에 [1, 2, 3]을 저장하고, x2에 x1을 저장해주었고,  x2[0]를 0으로 바꿔주었다.
  이 때 x1과 x2에 저장된 값을 확인하면 둘 다 [0, 2, 3]으로 같은 것을 알 수 있다.
  이유는 각 리스트의 주소를 확인한 결과로 알 수 있는데, x1과 x2는 같은 주소를 가진다.
• y1에는 "abc" str 값을 할당했고, y2에 y1을 넣어주었다.
  그리고 위에서 말했듯이 immutable 객체는 하나 하나의 요소를 변환하는 것이 불가하므로
  y2에는 아예 새로운 값을 다시 할당해주었다.
  그러니 당연하게도 y1, y2는 다른 값을 가지고, 주소도 다른 것을 확인할 수 있다.

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📍 깊은 복사

리스트 같은 mutable 객체들에게 다른 메모리 주소를 주소 싶다면 깊은 복사를 사용해주면 된다.

깊은 복사는 copy 모듈을 import하고, deepcopy 메소드를 사용해야 한다.

 

import copy

deep_a = [1, 2, 3]
deep_b = copy.deepcopy(deep_a)
print(id(deep_a), id(deep_b)) # output : 4520427392 4520425664
deep_b[0] = 0
print(deep_a, deep_b) # output : [1, 2, 3] [0, 2, 3]

• [1, 2, 3]을 저장한 deep_a 리스트를 deepcopy 메소드를 사용하여 deep_b에 할당했다.
  이 경우 id를 확인했을 때, 서로 다른 주소를 가지는 것을 알 수 있다.
• deep_b[0]을 0으로 바꿔주었을 때도 서로 가리키는 주소가 다르니
  당연하게도 서로 영향을 주지 않는 모습을 확인할 수 있다.

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🖍 요약

mutable 객체(대표적으로 list)는 깊은 복사를 사용해주지 않으면 변수 대입 시 같은 메모리 주소를 가리키게 되므로,
완전히 순수하게 할당된 값만을 복사하고 싶다면 copy 모듈의 deepcopy 메소드를 사용해주어야 한다.