Python 列表困惑

Question

假设我有以下代码：

a_list = [[0]*10]*10

这段代码会生成下面这个列表：

[[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, 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],
 [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, 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]]

接着我想修改第一个列表中的第一个元素：

a_list[0][0] = 23

我本来以为只会修改第一个列表的第一个元素，但实际上每个列表的第一个元素都被改了：

[[23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]

我找到了一种其他的方法来表示我的数据，以避免这个问题，但这是为什么呢？为什么不是只有第一个列表被改变？当我做第二个 *10 时，Python 是不是实际上复制了第一个列表的地址，而不是分配一个新的内存块？

Answer 1

为什么只有第一个列表没有变化呢？

原因很简单，实际上只有一个列表，而不是10个 - 就像你已经猜到的那样：

In [1]: [[0]*10]*10
Out[1]:
[[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, 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],
 [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, 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]]

In [2]: map(id, _)
Out[2]:
[54094624,
 54094624,
 54094624,
 54094624,
 54094624,
 54094624,
 54094624,
 54094624,
 54094624,
 54094624]

如果你想创建10个列表，可以通过类似下面的表达式轻松实现：

[[0]*10 for x in xrange(10)]

Answer 2

列表里存的是对对象的引用。对列表进行乘法操作其实就是重复这些引用（也就是说，指向的是同一个对象！）。对于不可变对象（比如整数）来说，这样做没问题，但你得到的其实是对同一个列表的多个引用。

如果你想创建不同的列表，可以用这个方法 [[0]*10 for _ in xrange(10)]。

Answer 3

你对复制地址的理解是对的。可以这样想：

sub_list = [0] * 10
a_list = [sub_list] * 10

这段代码实际上和你之前发的代码是一样的。这意味着，当你改变 a_list 中的任何一个元素时，其实是在改变同一个列表 sub_list。你可以通过输入以下内容来确认这一点：

a_list = [[0] * 10] * 10
for n in a_list:
    print id(n)

这样每个元素的结果都会是一样的。为了避免这个问题，你应该使用：

a_list = [[0] * 10 for _ in range(10)]

这样可以为 a_list 中的每个元素创建一个新的子列表。