关于python:嵌套列表索引

Nested List Indices

本问题已经有最佳答案,请猛点这里访问。

我在python中使用了一个嵌套的列表,代码如bleow所示,从而遇到了一些问题。

基本上,我有一个包含所有0值的二维列表,我想在一个循环中更新列表值。

但是,python不会产生我想要的结果。我对range()和python列表索引有什么误解吗?

1
2
3
4
5
6
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:

1
2
3
4
[0, 0, 0, 0]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]

但python的实际结果是:

1
2
3
4
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]

这是怎么回事?


这个问题是由于python选择通过引用传递列表这一事实造成的。

通常变量是"按值"传递的,因此它们独立运行:

1
2
3
4
5
>>> a = 1
>>> b = a
>>> a = 2
>>> print b
1

但是,由于列表可能会变得非常大,而不是在内存中移动整个列表,所以python选择只使用一个引用(用c表示的"指针")。如果将一个变量分配给另一个变量,则只分配对它的引用。这意味着您可以有两个变量指向内存中的同一列表:

1
2
3
4
5
>>> a = [1]
>>> b = a
>>> a[0] = 2
>>> print b
[2]

所以,在第一行代码中,您有4 * [0]。现在,[0]是指向内存中值0的指针,当您将其相乘时,会得到指向内存中相同位置的四个指针。但是当您更改其中一个值时,python知道指针需要更改以指向新值:

1
2
3
4
5
6
7
8
>>> 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]

当您将这个列表相乘时,问题就出现了——您得到了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,这四个值一起更改:

1
2
3
>>> a[0][0] = 1
>>> a
[[1, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0]]

解决方法是避免第二次乘法。循环执行以下操作:

1
>>> some_list = [(4 * [0]) for _ in range(4)]


实际上,列表中的所有对象都是相同的,因此更改一个对象也会更改其他对象:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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