为什么创建列表列表会产生意外行为？

Question

编辑：这个问题是关于为什么这种行为是这样的，而不是如何绕过它，这就是所谓的重复的内容。

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我使用以下符号在不同情况下创建特定大小的列表。例如：

>>> [None] * 5
[None, None, None, None, None]
>>>

这似乎按预期工作并且短于：

>>> [None for _ in range(5)]
[None, None, None, None, None]
>>>

然后我尝试使用相同的方法创建列表列表：

>>> [[]] * 5
[[], [], [], [], []]
>>>

很公平。它似乎按预期工作。

然而，在检查调试器时，我注意到所有子列表存储桶都具有相同的值，即使我只添加了一个项目。例如：

>>> t = [[]] * 5
>>> t
[[], [], [], [], []]
>>> t[1].append(4)
>>> t
[[4], [4], [4], [4], [4]]
>>> t[0] is t[1]
True
>>>

我并不期望所有顶级数组元素都是对单个子列表的引用；我期望有 5 个独立的子列表。

为此，我必须编写如下代码：

>>> t = [[] for _ in range(5)]
>>> t
[[], [], [], [], []]
>>> t[2].append(4)
>>> t
[[], [], [4], [], []]
>>> t[0] is t[1]
False
>>>

我显然遗漏了一些东西，可能是历史事实，或者只是看待这里一致性的不同方式。

有人可以解释为什么两个不同的代码片段，人们合理地期望彼此等效，实际上最终隐式地产生不同的和不明显的（IMO）结果，特别是考虑到Python总是显式和明显的禅宗？

请注意，我已经知道这个问题，这与我要问的不同。

我只是在寻找详细的解释/理由。如果此行为存在历史、技术和/或理论原因，请务必包含一两个参考资料。

Answer 1

当您执行以下操作时：

[[]]*n

您首先创建一个列表，然后使用*带有 的运算符int n。这会获取列表中的任何对象，并创建它的 n 多次重复。

但由于在 Python 中，显式优于隐式，因此您不会隐式地复制这些对象。确实，这符合Python的语义。

尝试举出 Python隐式创建副本的单个案例。

此外，它与列表中添加的内容一致：

l = [1, [], 'a']

l2 = l + l + l

l[1].append('foo')

print(l2)

和输出：

[1, ['foo'], 'a', 1, ['foo'], 'a', 1, ['foo'], 'a']

现在，正如评论中所指出的，对于来自 C++ 的人来说，上面的内容令人惊讶是有道理的，但如果一个人习惯了 Python，那么上面的内容就是人们所期望的。

另一方面：

[[] for _ in range(5)]

是一个列表理解。它相当于：

lst = []
for _ in range(5):
    lst.append([])

很明显，每次进入循环时都会创建一个新列表。这就是字面语法的工作原理。

顺便说一句，我几乎从不*在列表上使用运算符，除了我喜欢的一个特定习惯用法：

>>> x = list(range(1, 22))
>>> it_by_three = [iter(x)]*3
>>> for a,b,c in zip(*it_by_three):
...    print(a, b, c)
...
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