Индексы вложенного списка

Question

У меня возникла некоторая проблема с использованием вложенного списка в Python в приведенном ниже коде.

В принципе, у меня 2D-список содержит все 0 значений, я хочу обновить значение списка в цикле.

Тем не менее, Python не дает желаемого результата. Есть ли что-то, что я неправильно понимаю range() а список списков Python?

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])

Результаты, которые я ожидал:

[0, 0, 0, 0]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]

Но фактические результаты от Python:

[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]
[0, 1, 1, 1]

Что тут происходит?

Answer 1

Проблема вызвана тем фактом, что Python предпочитает передавать списки по ссылке.

Обычно переменные передаются "по значению", поэтому они работают независимо:

>>> a = 1
>>> b = a
>>> a = 2
>>> print b
1

Но поскольку списки могут стать довольно большими, а не смещать весь список вокруг памяти, Python выбирает просто использовать ссылку ("указатель" в терминах C). Если вы назначаете одну переменную другой, вы назначаете только ссылку на нее. Это означает, что вы можете иметь две переменные, указывающие на один и тот же список в памяти:

>>> a = [1]
>>> b = a
>>> a[0] = 2
>>> print b
[2]

Итак, в вашей первой строке кода у вас есть 4 * [0], Сейчас [0] это указатель на значение 0 в памяти, и когда вы умножаете его, вы получаете четыре указателя на одно и то же место в памяти. НО, когда вы меняете одно из значений, Python знает, что необходимо изменить указатель, чтобы он указывал на новое значение:

>>> 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]

Проблема возникает, когда вы умножаете этот список - вы получаете четыре копии указателя списка. Теперь, когда вы меняете одно из значений в одном списке, все четыре меняются вместе:

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

Решение состоит в том, чтобы избежать второго умножения. Цикл делает работу:

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

Answer 2

На самом деле все объекты в вашем списке одинаковы, поэтому изменение одного также приводит к изменению других

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

Создайте свой список следующим образом:

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