Python,numpyの配列のコピー周りの挙動備忘録

pythonの標準配列は，=で複製できる．
ただし，これは参照渡しであるため，元の配列を変更するとコピーした配列も変更されてしまう．

.py

>>> a = [1,2]
>>> b = a
>>> b
[1, 2]
>>> a[0] = 999
>>> a
[999, 2]
>>> b
[999, 2]

これは，以下のような場合においても同様である．

.py

>>> a = [[1,2],[3,4]]
>>> b = a
>>> b
[[1, 2], [3, 4]]
>>> a[0][0] = 999
>>> a
[[999, 2], [3, 4]]
>>> b
[[999, 2], [3, 4]]

.py

>>> a = [1,2]
>>> b = [3,4]
>>> c = [a,b]
>>> c
[[1, 2], [3, 4]]
>>> a[0]=999
>>> a
[999, 2]
>>> c
[[999, 2], [3, 4]]

これを防ぐには，ライブラリcopy.copyまたはcopy.deepcopyを使う．この際，copyをimportする必要がある．
copyは対象オブジェクトのみをコピーする．deepcopyはオブジェクト内のオブジェクトもコピーしてくれる．よって，1次元配列ではcopyで十分であるが，2次元配列の複製にはdeepcopyを用いる．

.py

>>> import copy
>>> a = [1,2]
>>> b = copy.copy(a)
>>> b
[1, 2]
>>> a[0] = 999
>>> a
[999, 2]
>>> b
[1, 2]

.py

>>> import copy
>>> # copyを使った場合
>>> a = [[1,2],[3,4]]
>>> b = copy.copy(a)
>>> b
[[1, 2], [3, 4]]
>>> a[0][0] = 999
>>> a
[[999, 2], [3, 4]]
>>> b
[[999, 2], [3, 4]]

>>> # deepcopyを使った場合
>>> a = [[1,2],[3,4]]
>>> b = copy.deepcopy(a)
>>> b
[[1, 2], [3, 4]]
>>> a[0][0] = 999
>>> a
[[999, 2], [3, 4]]
>>> b
[[1, 2], [3, 4]]

これはnumpyでも同様である．ただし，numpyの場合は2次元配列でもcopyで別の配列として複製できる．2次元配列自体が1つのnumpyのオブジェクトとなっているため？

.py

>>> import numpy as np
>>> import copy
>>> # copyなし
>>> a = np.array(([[1,2],[3,4]]))
>>> b = a
>>> b
array([[1, 2],
       [3, 4]])
>>> a[0,0] = 999
>>> a
array([[999,   2],
       [  3,   4]])
>>> b
array([[999,   2],
       [  3,   4]])
>>> # copy(もちろんdeepcopyでもよい)
>>> a = np.array(([[1,2],[3,4]]))
>>> b = copy.copy(a)
>>> b
array([[1, 2],
       [3, 4]])
>>> a[0,0] = 999
>>> a
array([[999,   2],
       [  3,   4]])
>>> b
array([[1, 2],
       [3, 4]])

numpy配列の結合にはr_またはc_を使用することができるが，このときコピー先配列はコピー元とは独立した配列となる．以下のコードを参照．

.py

>>> a = np.array(([[1,2]]))
>>> b = np.array(([[3,4]]))
>>> c = np.r_[a,b]
>>> c
array([[1, 2],
       [3, 4]])
>>> a[0,0] = 999
>>> a
array([[999,   2]])
>>> c
array([[1, 2],
       [3, 4]])

numpyの配列の単一行をcopyし，その部分をdeleteしてもコピー先の配列には影響しない．

.py

>>> a = np.array(([[1,2],[3,4]]))
>>> b = a[0,:]
>>> b
array([1, 2])
>>> a = np.delete(a,0,0)
>>> a
array([[3, 4]])
>>> b
array([1, 2])
>>> a[0,0] = 999
>>> a
array([[999,   4]])
>>> b
array([1, 2])