兩個變量似乎指向同一個列表，即使它們應該是唯一的

Question

我在程序中使用列表，但我不理解以下行為。 我已經開始理解可變性以及它如何影響變量賦值，但我沒有看到這里的問題：

class Test:
    def __init__(self, list_n):
        list_a = list_n[:]
        list_b = list_n[:]
        print(list_a is list_b) # Prints False
        print(list_a is list_n) # Prints False
        print(list_b is list_n) # Prints False

        list_a[0][0] = 1
        print(list_a) # Both of these print [[1,0,0][0,0,0][0,0,0]]
        print(list_b)

def main():
    list_n = [[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]]
    test = Test(list_n)      

if __name__ == '__main__': main()

list_a和list_b似乎仍然指向同一個列表，即使我認為我采取了必要的措施來防止這種情況發生。

Answer 1

為什么沒有使用切片表示法來復制我的列表工作？

您的示例不起作用的原因是因為您只創建了list_n的淺表副本 。 列表的淺表副本僅復制“頂級”列表。 淺復制列表不會復制子列表 。 列表的淺副本是通過調用list上的copy() （ list.copy() ）或使用切片表示法（ list[:] ）來創建的。

在C級別，當對作為列表的元素進行淺拷貝時，指向列表的指針（稱為PyObject s）正從一個列表復制到另一個列表。 但是，不會復制每個子列表的實際指針，因此list_a和list_b都包含指向完全相同的子列表的指針。

說白了，你從來沒有在list_n中list_n每個子列表的list_n ，因此list_a和list_b仍然包含指向相同子列表的指針。 這可以通過創建list_n “ list_n復制”來list_n - 無論嵌套級別如何，原始列表中每個子列表的副本 - 使用copy.deepcopy() ：

>>> from copy import deepcopy
>>> 
>>> list_n = [[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]]
>>> list_a = deepcopy(list_n)
>>> list_b = deepcopy(list_n)
>>> 
>>> list_a[0][0] = 1
>>> list_a
[[1, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
>>> list_b
[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
>>> 

我什么時候應該使用deepcopy() ？

使用deepcopy()的最大缺點之一是“深度復制”淺層嵌套列表需要花費大量時間。

如果您的列表只是淺層嵌套（深度為兩到三層），則應該只使用嵌套列表 deepcopy()而不是deepcopy() 。 使用這種方法會更有效率（感謝@jonrsharpe指出這一點）：

>>> list_n = [[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]]
>>> list_a = [x[:] for x in list_n]
>>> list_b = [x[:] for x in list_n]

使用此方法獲得的效率可以使用標准庫中的timeit模塊觀察：

>>> import timeit
>>> 
>>> setup="from copy import deepcopy; list_n = [[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]]"
>>> timeit.timeit(setup=setup, stmt="deepcopy(list_n)")
24.223977088928223
>>> timeit.timeit(setup=setup, stmt="[x[:] for x in list_n]")
1.2281990051269531
>>>  

但是，如果您的列表更深，則應選擇使用deepcopy() ，即使它看起來有些笨重。 通常永遠不需要犧牲可讀性而不是效率。 此外，隨着列表理解變得越來越復雜， deepcopy()復制deepcopy()的效率開始變小。

為什么deepcopy()這么慢？

deepcopy()比大多數其他方法慢得多（感謝@Felix的問題），因為deepcopy()比簡單的列表理解做了更多的工作。 與列表deecopy()不同， deecopy()必須在任意嵌套列表上工作，可能有deecopy()嵌套。 因此，在淺嵌套列表中使用它是極端的過度殺傷，並且會導致執行時間慢得多。

為了更好地了解deepcopy()在幕后的作用，您可以查看該函數的源代碼，因為它是開源的，可供公眾查看 。