python list的深拷貝與淺拷貝-以及初始化空白list的方法(1)

 

在一次做題的時候遇到了一件令人非常匪夷所思的“bug”：我想要做的事情是，初始化shape確定，但值為“空”的list，並且是一個二維的list，開始我是這么做的：

l1=[[""]*3]*3
print l1
[['', '', ''], ['', '', ''], ['', '', '']]

可以看到這個矩陣的shape，可以理解成一個N*N的矩陣。

把題目也貼出來吧——題目要求很簡單，輸入一個N*N的矩陣，輸出這個矩陣的順時針旋轉90°之后的矩陣。一開始我的代碼如下:

class Rotate:
    def rotateMatrix(self, mat, n):
        # write code here
        v=[[""]*3]*3
        for i in range(n):
            for j in range(n):
                v[i][j]=mat[n-j-1][i]
        return v

輸入的測試數據為：

[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]

正確的輸出應該為：

[[7,4,1],[8,5,2],[9,6,3]]

而我的運行結果卻是：

[[9,6,3],[9,6,3],[9,6,3]]

非常不解，輸出的三個子數組居然是一樣的結果

后來對原來的代碼略加修改，把“空”list的初始化定義為：v=[[0 for i in range(n)] for j in range(n)]，即：

class Rotate:
    def rotateMatrix(self, mat, n):
        # write code here
        v=[[0 for i in range(n)] for j in range(n)]
        for i in range(n):
            for j in range(n):
                v[i][j]=mat[n-j-1][i]
        return v

此時終於輸出了正確的結果[[9,6,3],[9,6,3],[9,6,3]]，代碼測試通過。

 

這里對比一下這兩種初始化方法：

至少在輸出結果看，長的是一模一樣，難道這里的l1和l2真的沒有區別嗎？這里再介紹一個常用函數------id(x)，它表示括號內變量所在的內存地址

我們分別來看一下l1,l2內子list的內存地址情況：

震驚！這里可以看到，l1的三個子list的內存地址居然一模一樣！而l2的子list所在的內存地址各不相同！？？

我們隊l1,l2的子list分別進行extend操作，如下：

我們本來只是對l1/l2的第二個子list進行extend操作，但結果卻是l1的三個子數組都受到了影響，而l2是只有第二個子數組實現了extend操作。

再分別看此時各子list的內存地址：

與剛才的結果一致，l1的三個子數組位於同一段內存地址，l2則各不相同。

用個直接使用“=”對l1的子list進行賦值呢？

此時，只有被賦值的l1[1]成功賦值，另外兩個沒有變，並且l1[1]的內存地址已經發生變化，而l1[0]，l1[2]依然不變

至此可以總結一下原因了：

1.使用*進行list“復制”，其生成的新數組與被復制的數組其實是在同一段內存地址當中，這樣的復制方式成為潛復制

2.淺復制進行初始化的結果就是，在對復制之后的對象進行相關操作時，被復制的對象會受到同樣的影響，因為他們本質是同一段list，均位於相同的地址

3.使用“=”進行賦值，是將"="后的內容創建到一個新的內存地址當中，並將"="左的變量的地址重新指向"="右產生的新地址當中

具體到解決實際問題，在初始化一個"已知shape，但內部的值待填充"的一個"空"list時，建議使用for循環進行初始化，例如上文提到這個格式，即:

v=[['' for i in range(m)] for j in range(n)]