python何时复制添加到全局字典的本地列表？

Question

g_list = {}

def add_new_row(row_key, curr_value):
    global g_list

    curr_row = [None] * 2  # a local variable. I expected it to disappear after the function returns.
    curr_row[0] = curr_value
    curr_row[1] = curr_value * 2

    if row_key not in g_list:
        g_list[row_key] = []
    g_list[row_key].append(curr_row)
    curr_row[1] = 100  # just for test and illustrate the append by reference.

def main():
    curr_v = 1
    add_new_row(1, curr_v)

    curr_v = 2
    add_new_row(2, curr_v)

    global g_list
    print(g_list)

if __name__ == "__main__":
    main()

Output:
{1: [[1, 100]], 2: [[2, 100]]}

根据我的理解，in中的append操作g_list[row_key].append是按引用复制的，这就是为什么value curr_row[1]始终为的原因100。但是，即使返回函数后，我也不了解全局变量如何g_list包含本地分配列表（即curr_row）的值。

我希望使用以下行：

g_list[row_key].append(curr_row[:])

但是以下代码有效：

g_list[row_key].append(curr_row)

发生这种本地列表的深层复制时，有人可以给我一些建议吗？

Answer 1

您正在使用名称混淆对象。所有 Python对象都存在于堆中，名称只是对这些对象的引用。该列表从不复制，Python不必复制。

您可以将名称视为字符串上的标签，然后将这些标签与对象相关联。您可以根据需要使用任意数量的标签来引用给定对象。函数中的本地名称只是更多标签，而在函数退出时将清除标签。另一方面，对象将继续存在，直到不再附加标签。

出于这种类比的目的，列表的索引仅包含更多标签，而字典中的键充当相应值的标签。实际上，模块的全局变量实际上只是字典中的键值对！

因此，在您的特定示例中，您创建了一个引用None两次的list对象：

[None] * 2

此时，此列表没有附加标签，它只是刚刚创建的。它不会立即消失的唯一原因是Python执行堆栈正在引用它。Python接下来执行的下一条指令是占据执行堆栈的顶部并将其分配给本地，因为该语句的其余部分是：

curr_row = ...

因此，上面的列表对象现在带有一个标签，即local curr_now。

然后，您再创建一些值，并将其附加到列表中的索引中：

curr_row[0] = curr_value
curr_row[1] = curr_value * 2

所以给出curr_value的1你现在有这样的：

[None] * 2

（上面的图在某种程度上简化了这种情况，因为整数1和2确实也是独立的对象，但这会使上面的图不可读）。

接下来，您添加一个g_list具有新的空列表的密钥：row_key在1此处：

if row_key not in g_list:
    g_list[row_key] = curr_row

这将在字典和一个新的空列表对象之间创建一个引用：

curr_row = ...

最后，您通过向其添加新索引来更改该空列表，因为您将引用的列表附加到该空列表上curr_row：

g_list[row_key].append(curr_row)

情况变为：

curr_row[0] = curr_value
curr_row[1] = curr_value * 2

请注意字典值如何引用列表，而字典值又使用1和引用列表2。下一行通过分配索引1来更改后一个列表：

curr_row[1] = 100

将情况更改为：

+---------+          +---------+              +---------+  
| Globals |    |     |  Heap   |        |     | Locals  |  
+---------+    |     +---------+        |     +---------+  
               |                        |                  
               |                        |                  
 g_list ------------> {}                |                  
               |                        |                  
               |            [1, 2] <----------- curr_row   
               |                        |                  

最后，该函数退出，删除所有本地名称：

if row_key not in g_list:
    g_list[row_key] = curr_row

您在函数内部创建并引用为的列表curr_row 不会被删除，因为从字典作为值引用0的列表索引中仍然有对它的g_list引用。

Python无需在任何地方复制列表（深层或其他形式）。

附带说明：您不需要global g_list在函数中使用语句。仅当您想更改全局名称（标签）所连接的内容时，才需要该语句。您只需设置g_list 一次，即可将该标签与字典对象绑定在一起。从那里开始，标签仍然连接到同一词典。仅在需要global <name>从函数内部重新绑定这样的名称时才需要使用，并且仅因为否则 Python会将分配给您的名称视为本地名称。由于没有在函数中尝试更改g_list引用的内容，因此可以安全地global g_list从代码中删除语句，而无需更改代码的行为。