Python:类层次结构中的自定义深度复制

Question

我有一个表示线性代数表达式(作为表达式树)的类层次结构，类似这样的东西(实际上比这更复杂，但这应该足以让您有一个想法)。

• 表达式
  • 运算符
    • 次数
    • 加上
  • 符号
    • 矩阵
    • 标量

我以多种不同的方式操纵这些表达式，所以我必须大量复制这些表达式，因为我想探索操纵它们的不同方式(我真的看不到任何复制它们的方法)。毫不奇怪，copy.deepcopy()很慢。

并非所有类属性都需要进行深度复制，并且这些表达式树将始终是树(如果不是，则从根本上是错误的)，因此我可能可以通过简化内存来节省一些时间(或者根本不使用它) )。

我想通过实现自定义复制功能来加快复制速度。这可能意味着实现 __deepcopy__() ，编写一个全新的函数或使用类似 get_state 的东西和set_state ，我真的不在乎。目前，我不关心酸洗。

我使用的是 Python 3。

由于我有这样的类层次结构，其中在不同级别引入了新属性，因此我不希望在每个级别上从头开始。相反，最好重用父类(super class)的一些功能，类似于 __init__ 中的方式。 ，通常调用__init__父类(super class)的。然而，我不想打电话__init__因为有时会执行一些复制时不必要的额外操作。

我如何以最快、最Pythonic的方式做到这一点？我无法找到有关如何在这种情况下实现此复制功能的任何合理指南。我研究了Python 2和3中deepcopy的实现。在Python 2中，使用了一堆不同的方法( get_state/set_state ，使用 __dict__ ，…)，在Python 3中，我不是完全能够找到对应的函数。

Answer 1

我自己找到了一个可能的解决方案:

class Expression(object):
    ...
    def __deepcopy__(self, memo):
        cpy = object.__new__(type(self))
        # manually copy all attributes of Expression here
        return cpy

class Operator(Expression):
    ...
    def __deepcopy__(self, memo):
        cpy = Expression.__deepcopy__(self, memo)
        # manually copy all attributes exclusive to Operator here
        return cpy

新对象始终在__deepcopy__中创建的Expression 。通过使用object.__new__(type(self)) ，新对象具有 __deepcopy__ 所在对象的类型最初被称为(例如 Operator )。

不幸的是，这个解决方案并不比默认的深度复制快多少。我想知道这是否是因为所有这些对 __deepcopy__ 的调用造成的一直到类层次结构的顶部。我会调查此事。