如何给python igraph列表属性的单个元素赋值？

Question

在Python的igraph库中，顶点和边的属性可以是任何类型的Python对象，比如列表或字典。我创建了一个顶点属性，每个顶点都有一个列表作为值：

import igraph
g = igraph.Graph.Barabasi(10,5)
g.vs['foo'] = [[]]

然后我为每个顶点准备了（空的）列表：

print g.vs['foo']
# [[], [], [], [], [], [], [], [], [], []]

每个顶点的属性值可以通过两种方式来引用：

print g.vs[0]['foo']
# []
print g.vs['foo'][0]
# []

如果我想给属性赋值，可以这样做：

g.vs[0]['foo'] = ['bar']
g.vs['foo'][0] = ['bar']

结果是，顶点0的值变成了 ['bar']，而其他顶点的属性保持不变：

print g.vs[0]['foo']
# ['bar']
print g.vs['foo']
# [['bar'], [], [], [], [], [], [], [], [], []]

我遇到的第一个小问题是：用第二种引用方式（也就是属性名 > 顶点索引）赋值不成功：

g.vs['foo'] = [[]]
g.vs['foo'][0] = ['bar']
print g.vs['foo'][0]
# []
print g.vs['foo']
# [[], [], [], [], [], [], [], [], [], []]

但我主要的问题是，修改一个顶点的列表时，结果很奇怪：

g.vs['foo'] = [[]]
g.vs[0]['foo'].append('bar')
print g.vs['foo']
# [['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar']]
g.vs['foo'] = [[]]
g.vs[0]['foo'] += ['bar']
print g.vs['foo']
# [['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar']]

不仅顶点0的属性被修改了，所有顶点的属性都被加上了这个值！这不是我所期望的。我可以通过这种方式给每个顶点的属性赋值：

g.vs['foo'] = [[]]
g.vs[0]['foo'] = g.vs[0]['foo'] + ['bar']
print g.vs['foo']
# [['bar'], [], [], [], [], [], [], [], [], []]

但不能使用 append() 方法：

g.vs['foo'] = [[]]
g.vs[0]['foo'] = g.vs[0]['foo'].append('bar')
print g.vs['foo']
# [None, ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar'], ['bar']]

这真的很让人惊讶，值0变成了 None，而其他的顶点都有了添加的元素。我认为这是因为Python中指针的特性。如果我单独初始化每个值，一切都能按我直觉的方式正常工作：

for v in g.vs:
    v['foo'] = []
g.vs[0]['foo'].append('bar')
print g.vs['foo']
# [['bar'], [], [], [], [], [], [], [], [], []]

那么，推荐的在列表顶点属性上使用 append() 的方法是什么呢？在添加顶点时，属性会被初始化为 None。在这种情况下，用户需要编写自定义的辅助函数来保持属性类型的一致性吗？我们应该完全避免这样初始化属性： g.vs['foo'] = [[]] 吗？

Answer 1

我遇到的第一个小问题是：用第二种引用方式（也就是属性名 > 顶点索引）来赋值时不管用。

之所以不管用，是因为 g.vs["foo"] 返回的是一个存储 foo 属性值的列表的“副本”，而不是这个列表本身。所以，当你执行 g.vs["foo"][0] = ["bar"] 时，实际上是在修改这个副本，而不是在修改真正的图形数据。

Answer 2

看起来你在用 * 操作符初始化 Python 的列表时遇到了问题。

>>> g.vs['foo'] = [[]]

这可能是像这样做的（假设10是你特定情况下的顶点数量）：

>>> g.vs['foo'] = [[]] * 10

但这可能不会按你想的那样工作：

>>> [id(i) for i in g.vs['foo']]
[4348211640, 4348211640, 4348211640, 4348211640, 4348211640, 4348211640, 4348211640, 4348211640, 4348211640, 4348211640]

正如你所看到的，所有的子列表其实都是完全相同的列表。它们的引用都是一样的。所以当你往其中一个子列表添加内容时，实际上你是在修改同一个子列表。

一个解决办法是像这样创建确切数量的顶点列表：

>>> g.vs['foo'] = [[] for _ in range(10)]

然后，如果你打印这些引用，你会发现它们实际上是不同的子列表：

>>> [id(i) for i in g.vs['foo']]
[4348211784, 4348212576, 4348212648, 4348212720, 4348212792, 4348212864, 4348212936, 4348213008, 4348213080, 4348213152]