嵌套列表索引

Question

我在Python中使用嵌套列表时遇到了一些问题.

基本上,我有一个包含所有0值的2D列表,我想在循环中更新列表值.

但是,Python不会产生我想要的结果.有什么我误解range()和Python列表索引？

some_list = 4 * [(4 * [0])]
for i in range(3):
    for j in range(3):
        some_list[i+1][j+1] = 1
for i in range(4):
    print(some_list[i])

我期望的结果是:

[0, 0, 0, 0]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]

但是Python的实际结果是:

[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]

这里发生了什么？

Answer 1

问题是由python选择通过引用传递列表的事实引起的.

通常,变量是"按值"传递的,因此它们独立运行:

>>> a = 1
>>> b = a
>>> a = 2
>>> print b
1

但是由于列表可能变得非常大,而不是将整个列表转移到内存中,因此Python选择仅使用引用(C语言中的"指针").如果将一个变量分配给另一个变量,则只指定对它的引用.这意味着您可以将两个变量指向内存中的同一列表:

>>> a = [1]
>>> b = a
>>> a[0] = 2
>>> print b
[2]

所以,在你的第一行代码中4 * [0].现在[0]是一个指向内存中值0的指针,当你乘以它时,你会得到四个指向内存中相同位置的指针.但是当你更改其中一个值时,Python知道指针需要更改为指向新值:

>>> a = 4 * [0]
>>> a
[0, 0, 0, 0]
>>> [id(v) for v in a]
[33302480, 33302480, 33302480, 33302480]
>>> a[0] = 1
>>> a
[1, 0, 0, 0]

当您将此列表相乘时会出现问题 - 您将获得列表指针的四个副本.现在,当您更改一个列表中的一个值时,所有四个值一起更改:

>>> a[0][0] = 1
>>> a
[[1, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0]]

解决方案是避免第二次乘法.循环完成工作:

>>> some_list = [(4 * [0]) for _ in range(4)]

Answer 2

实际上,列表中的所有对象都是相同的,因此更改其他对象也会改变其他对象:

In [151]: some_list = 4 * [(4 * [0])]  

In [152]: [id(x) for x in some_list]
Out[152]: [148641452, 148641452, 148641452, 148641452]

In [160]: some_list[0][1]=5  #you think you changed the list at index 0 here

In [161]: some_list
Out[161]: [[0, 5, 0, 0], [0, 5, 0, 0], [0, 5, 0, 0], [0, 5, 0, 0]]  #but all lists are changed

以这种方式创建列表:

In [156]: some_list=[[0]*4 for _ in range(4)]

In [157]: some_list
Out[157]: [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]

In [158]: [id(x) for x in some_list]
Out[158]: [148255436, 148695180, 148258380, 148255852]

In [163]: some_list[0][1]=5

In [164]: some_list
Out[164]: [[0, 5, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]  #works fine in this case