python列表賦值的問題？

01-02

#coding:utf-8
def fuzhi(length=4): matrix = [[0]*length]*length v = [1,2,3,4,5] pprint(matrix) print "------------before" matrix[1][0:] = v pprint(matrix) def pprint(l): for i in l: print i
sm = fuzhi(5)
輸出
[0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] ------------before [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5]
應該僅改變「矩陣」中的一行，卻改變了整個矩陣！百思不解

當你使用*創建一個列表時，[a]*n的含義是將a的值複製n份存入列表中，得到[a,a,..n個...,a]。

如果列表中是數值、字元串等基本類型沒什麼問題，當列表中存儲的是對象時就有問題了。在Python對象都是以引用的形式存在的，[[1,2,3]]*3結果其實相當[對[1,2,3]的引用,對[1,2,3]的引用,對[1,2,3]的引用]最終指向的都是一個對象，所以改一個就全改了。

上個圖：

感謝 @郭家華同學的提醒，第二張圖實質上應該直接指向對象[1,2,3]，雖然和現在的圖表現出來的效果基本一致，不過內部實現應該是那樣的。

Python里的變數，其實是把變數名跟對象的指針綁定到一起。

所以這個問題，先從Python的對象說起吧，為了理解透徹，從Python的源碼開始吧，看下面這段（原來的太亂，我寫了個刪改後大致等價的）：

#define PyObject_HEAD Py_ssize_t ob_refcnt; /* 引用計數 */ struct _typeobject *ob_type; /* 當前對象的類型 */


typedef struct _object {

    PyObject_HEAD

} PyObject;

typedef struct { PyObject_HEAD long ob_ival; //Python小整數，其實就是一個 C 語言的 long } PyIntObject;

這樣的話，通過一個PyObject結構體的指針，就能找到這個對象的一切信息：引用計數、長度、類型對象。比如通過PyIntObject結構的ob_type指針，就能找到對Python的整數對象的類型對象，這個類型對象里，能找到做加法、減法、乘法、除法、構造、銷毀…… 等跟Python整數對象有關的所有函數。

這樣，一個Python的『對象』可以簡單的通過一個PyObject結構體的指針作為它的唯一標識。

『倆變數的對象相同』就是『一個對象的PyObject指針，與兩個變數名綁定了』。

再加個比喻，一個對象是一條狗，一個變數是牽著一條狗的繩子，多條繩子可以牽著同一條狗，你那個矩陣，就是五條繩子牽著同一條狗，你從一條繩子找到狗之後，把狗染成紅色，那麼從另外幾條繩子找到狗之後，當然會發現狗是紅的。

通過 id 函數，可以看對象的內存地址。

比如上面的代碼稍微改改：

#coding:utf-8


def fuzhi(length=4):

    matrix = [[0]*length]*length

    values = range(length*2)

    v = [1,2,3,4,5]

    pprint(matrix)

    print "------------before"

    matrix[1][0:] = v
    pprint(matrix)
    # print pointers added by @張天曉

    print id(matrix[0]), id(matrix[1]), id(matrix[2])
def pprint(l):

    for i in l:

        print i

sm = fuzhi(5)

輸出：

[0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] ------------before [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] 4475732912 4475732912 4475732912

可見matrix[0]、matrix[1]、matrix[2] 牽著的是同一個對象。改了一個列印出來發現全都變了，那是因為列印出來的都是一個同一個對象。

你需要的，是五條狗分別綁上五條繩子，而非五條繩子綁在一隻狗身上。

下面給你一個正確的代碼，你的matrix可以像下面這樣生成：

#第一種 matrix = [[0 for i in xrange(5)] for i in xrange(5)]

#第二種 line = [0]*5 matrix = [list(line) for i in xrange(5)]

複製一個list最好並且最簡單的方法就是用內建對象list，當然你也可以用copy模塊，不過沒有直接用list來得痛快（可以參考Python Cookbook 4.1 章節對象拷貝）：

# 用內建對象list來複制 ls1 = [1, 2, 3, 4, 5] ls2 = list(ls1) print id(ls1), id(ls2) # 可以看到列印出了兩個不同的值

其實呢，如果你真要做矩陣運算，不如用numpy，性能好，用著爽。

首先，要分清楚Python的 可變對象 與 不可變對象， 0 是不可變對象，[0, 0, 0, 0, 0]作為列表，是可變對象，可變對象直接乘以數字擴展相當於淺複製。（即你上面的 *length 是對同一個對象做了length次引用）

使用id就可以看到，matrix[0]~matrix[4]的結果都是一樣

#coding:utf-8


def fuzhi(length=4):

    matrix = [[0]*length]*length

    v = [1,2,3,4,5]

    pprint(matrix)

    print "------------補充:"

    print id(matrix[0])

    print id(matrix[1])

    print id(matrix[4])

    print "------------before"

    matrix[1][0:] = v

    pprint(matrix)

    print "------------結束

"

def fuzhi2(length = 4):

    matrix = [[0]*length for _ in range(length)]

    v = [1,2,3,4,5]

    pprint(matrix)

    print "------------補充:"

    print id(matrix[0])

    print id(matrix[1])

    print id(matrix[4])

    print "------------before"

    matrix[1][0:] = v

    pprint(matrix)

    print "------------結束

"
def pprint(l):

    for i in l:

        print i

sm1 = fuzhi(5) sm2 = fuzhi2(5)

為了只改變一行，可以用Python的列表解析式，如上面代碼所示。這樣在range(length)操作中，每一次都是單獨生成一個子列表[0] * length

結果：

[0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] ------------補充: 139653582793328 139653582793328 139653582793328 ------------before [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] ------------結束 [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] ------------補充: 139653582947536 139653582933024 139653582930792 ------------before [0, 0, 0, 0, 0] [1, 2, 3, 4, 5] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0] ------------結束

當python程序執行a = b這樣的操作的時候，會創建一個對b的新引用，列表是可變對象，引用其實還是同一個對象，可以通過下面的實例看出：

&>&>&> a = [1, 2, 3, 4] &>&>&> b = a &>&>&> b is a True &>&>&> b[2] = 1000 &>&>&> b [1, 2, 1000, 4] &>&>&> a [1, 2, 1000, 4] &>&>&>

a 和 b引用同一個對象，修改其中任意一個會影響另一個。

為了解決這種問題，可以採用複製操作：淺複製和深複製

淺複製：

淺複製將創建一個新對象，但它包含的是對原始對象中包含的項的引用。

&>&>&> a = [1, 2, [3, 4]] &>&>&> b = list(a) &>&>&> b is a False &>&>&> b.append(100) &>&>&> b [1, 2, [3, 4], 100] &>&>&> a [1, 2, [3, 4]] &>&>&> b[2][0] = -100 &>&>&> b [1, 2, [-100, 4], 100] &>&>&> a [1, 2, [-100, 4]] &>&>&>

上面的例子可以發現，修改b中的[3, 4]對a還是有影響的。

深複製：

創建一個對象，並且遞歸地複製包含它包含的所有對象

&>&>&> import copy &>&>&> a = [1, 2, [3, 4]] &>&>&> b = copy.deepcopy(a) &>&>&> b[2][0] = -100 &>&>&> b [1, 2, [-100, 4]] &>&>&> a [1, 2, [3, 4]] &>&>&>

你的代碼可以這樣修改：

#!/usr/bin/env python # coding=utf-8 import copy


def fuzhi(length=4):

    matrix = [[0] * length] * length

    values = range(length * 2)

    v = [1, 2, 3, 4, 5]

    pprint(matrix)

    print "------------before"

    matrix2 = [copy.deepcopy(i) for i in matrix]

    matrix2[1][0:] = v

    pprint(matrix2)
def pprint(l):

    for i in l:

        print i

sm = fuzhi(5)