python生成列表坑

Python 生成只有重复元素（本例此重复元是空 list）的列表有两种方式：

乘法（*）生成：[[]] * 3
循环（for）生成：[[] for _ in range(3)]

这可能在初始化一个用以记录结果的嵌套数组时用到。两种方法生成的初始空数组看似一样，效果却不同！

前者内层的 3 个 list 其实是同一个（python 变量全是引用 / 一级指针，指向同一个），会互相影响；
后者内层则是 3 个独立的 list，不会相互影响。

本文同时测试重复元为数时的一组对比：

[0] * 3，与
[0 for _ in range(3)]

Test

第一组对比（a v.s. b），list 中 list，内层数组 append 数据；
第二组对比（c v.s. d），list 中 int，对数做加法。

def inspect(arr, name):"""看数组各元素的值、地址"""for i in range(len(arr)):print(f"{name}[{i}]:", arr[i], id(arr[i]))a = [[]] * 3
print("init a:")
inspect(a, 'a')
for _ in range(4):a[0].append(1) # 只往内层第一个 list append 数据
print("after appending:")
inspect(a, 'a')b = [[] for _ in range(3)]
print("init b:")
inspect(b, 'b')
for _ in range(4):b[0].append(1) # 只往内层第一个 list append 数据
print("after appending:")
inspect(b, 'b')c = [0] * 3
print("init c:")
inspect(c, 'c')
for _ in range(4):c[0] += 1 # 只对第一个数 +1
print("after adding:")
inspect(c, 'c')d = [0 for _ in range(3)]
print("init d:")
inspect(d, 'd')
for _ in range(4):d[0] += 1 # 只对第一个数 +1
print("after adding:")
inspect(d, 'd')

输出：

init a:
a[0]: [] 2191561740608
a[1]: [] 2191561740608
a[2]: [] 2191561740608
after appending:
a[0]: [1, 1, 1, 1] 2191561740608
a[1]: [1, 1, 1, 1] 2191561740608
a[2]: [1, 1, 1, 1] 2191561740608init b:
b[0]: [] 2191563920704
b[1]: [] 2191563924480
b[2]: [] 2191563920960
after appending:
b[0]: [1, 1, 1, 1] 2191563920704
b[1]: [] 2191563924480
b[2]: [] 2191563920960init c:
c[0]: 0 140710718640904
c[1]: 0 140710718640904
c[2]: 0 140710718640904
after adding:
c[0]: 4 140710718641032
c[1]: 0 140710718640904
c[2]: 0 140710718640904init d:
d[0]: 0 140710718640904
d[1]: 0 140710718640904
d[2]: 0 140710718640904
after adding:
d[0]: 4 140710718641032
d[1]: 0 140710718640904
d[2]: 0 140710718640904

Discussion

两组对比初始化后，效果都看似相同，然而看地址就能发现并不是。

第一组 list 中 list：a 只让 a[0] append 数据，append 完 a[1]、a[2] 也多了；而 b 同样只让 b[0] append，不影响 b[1]、b[2]。再对比内层 list 的地址可知，* 生成的 a[0~2] 其实都指向同一个 list 对象，而 for 生成的 b[0~2] 则指向 3 个独立 list 对象。

第二组 list 中 int：无论 * 还是 for 生成，对第一维加数都不影响第二、三维。哦？第二组对数操作的机制与第一组对 list 操作的机制不同，由地址可见所有常数 0 的地址都相同，即初始的 c[0~2] 都指向同一个 0（这与第一组类似），而初始的 d[0~2] 也指向同一个 0，且是与 c[0~2] 同一个，参考 [1,2]。而对第一维加数只会让 c[0]、d[0] 改指向另一个常数（本例最终都指向同一个 4），并不是像 C 一样改值，而又不影响 c[1~2]、d[1~2] 的指向，所以它们不受影响。