[Ruby] メモリと見るshallow copy

最近勉強して出てきたshallow copyについて、まとめてみます。
新米エンジニアなので、誤りがあったらご指摘ください

shallow copyとは

かなりざっくり「外見は別物だけど、中身は一緒だよ」というコピー

• aオブジェクトと、それをコピーしてできたbオブジェクトがあった場合...

  1. aオブジェクトとbオブジェクトは、別々のobject_idだよ(外見は別物)
     
  2. aオブジェクトとbオブジェクトが指してるオブジェクト(配列の要素など)の参照先は一緒だよ(中身は一緒)

というコピーのこと。

Rubyだと、cloneやdupでshallow copyができます。

文字だけだと何を言っているか分かりにくいので、次にいきましょう。

見てみよう

※分かりやすくするために、object_idをメモリの番地としています。(object_idは適当です）

1. shallow copy元と、copy先のobject_idは別々ある(外見は別物)

a = ["a", "b", "c"]
b = a.clone

# 外見は別物
p a.object_id  # 60
p b.object_id  # 80

2. shallow copy元と、copy先が指してるオブジェクトの参照先は一緒(中身は一緒)

a = ["a", "b", "c"]
b = a.clone

# 外見は別物
p a.object_id  # 60
p b.object_id  # 80

# 中身の参照先は一緒
p a[0].object_id  # 10
p b[0].object_id  # 10

p a[1].object_id  # 20
p b[1].object_id  # 20

p a[2].object_id  # 30
p b[2].object_id  # 30

外見が違うと

外見が違う(object_idが異なる)ので、aオブジェクトに対する変更(外見に対する変更)は、bオブジェクトに影響を及ぼしません。

• aオブジェクトに要素"d"を追加する

a = ["a", "b", "c"]
b = a.clone

a.push("d")

p a  # ["a", "b", "c", "d"]
p b  # ["a", "b", "c"]

p a[3].object_id  # 40

• aオブジェクトの[0]要素の参照先を変更する

a = ["a", "b", "c"]
b = ary.clone

a[0] = "d"  # 破壊的な変更ではなく、参照先の変更なので、新しいオブジェクトが作られる

p a  # ["d", "b", "c"]
p b  # ["a", "b", "c"]

p a[0].object_id  # 40

中身が一緒なので

こんなことが起こります。

参照先に破壊的な変更を加えると、両方とも変わる

a = ["a", "b", "c"]
b = ary.clone

# 参照先に破壊的変更を加える
a[0].upcase!

p a  # ["A", "b", "c"]
p b  # ["A", "b", "c"]

そもそも=とcloneの違い

ここで、=の挙動も見て、cloneとの違いを確認しましょう。

a = ['a','b','c']
b = a  # aが参照しているのと同じメモリ番地にある['a', 'b', 'c']を、bも参照するようになる

p a.object_id  # 60
p b.object_id  # 60

参考

shallow copyについて

メモリ？番地？参照？という方へ