Python创建二维列表的正确姿势

Python创建二维列表的正确姿势

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简介

Python中没有数组，使用list结构代替，并且list结构的功能更加强大:

• 支持动态扩容，无需担心元素过量
• 对list内的元素类型不做一致性约束
• 提供丰富的方法：pop、insert、sort、index等等
• ...

list也是我们最常使用的一种结构，我们也需要了解它的一些特性，学会正确使用它。

探索列表的初始化

初始化一维列表

>>> month = ["January", "February", "March"]

初始化二维列表

>>> row, col = 3, 4
>>> right_matrix = [[0] * col for _ in range(row)]
>>> wrong_matrix = [[0] * col] * row
>>> print(right_matrix)
[[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
>>> print(wrong_matrix)
[[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]

看似两种方式初始化出的二维列表是一样的，但为啥第二种是wrong_matrix呢？它会有问题呢？

如果我们尝试更新试试

>>> right_matrix[0][0] = 1
>>> print(right_matrix)
[[1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]] # 正常
>>> wrong_matrix[0][0] = 1
>>> print(wrong_matrix)
[[1, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0]] # 不正常，每行第一列都被更新成了1

分析两种初始化方式的内存情况

率先想到的是list属于可变数据结，在函数传递过程中容易发生浅拷贝（在函数内部的更改不会影响函数外部该变量的值）。

>>> id(right_matrix[0]), id(right_matrix[1]), id(right_matrix[2])
(288926611776, 288926609600, 288926609472)
>>> id(wrong_matrix[0]), id(wrong_matrix[1]), id(wrong_matrix[2])
(288926610176, 288926610176, 288926610176)

使用id()函数可以获取对象的内存id，发现right_martix中每行的id是不同的，它们都是独立的list对象，而wrong_matrix中每行的id是相同的，它们是同一个lsit对象，所以会出现上面的情况：目的是改wrong_matrix[0][0]，但实际上wrong_matrix[1][0]和wrong_martix[2][0]也被修改了。

使用http://pythontutor.com/visualize.html#mode=edit 网站执行上面的right_matrix和wrong_matrix代码来对比实际的内存情况，来验证一下

right_matrix:

wrong_matrix:

right_matrix中每个list对象都有独立的内存空间，而wrong_matrix中每个list对象指向同一块内存空间。

结论

list的元素如果是可变数据类型，一定要用方法一的方式初始化

>>> row, col = 3, 4
>>> right_matrix = [[0] * col for _ in range(row)]

这种方式下，right_matrix里的每个list对象都有独立的内存空间，不会出现修right_matrix[0][0]，right_matrix[1][0]和right_martix[2][0]也被修改的情况。