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V2EX 提问指南
mullenlee
V2EX  ›  问与答

My God! 偶然发现 Python 列表初始化中的巨坑

  •  
  •   mullenlee · 2019-04-05 15:46:19 +08:00 · 2096 次点击
    这是一个创建于 1819 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
    • 使用形如[[False for _ in range(m)] for _ in range(n) ]初始化

    • 使用 [[False]*m]*n

    table[0][1]=True在两种情况下竟然完全不同

    第一种情况下,赋值之后,( 0,1 )为 True

    第二种情况下,赋值之后,( 0,1)(1,1)整个第二列都为 True 了

    哪位 Python 大佬能解释一下啊

    9 条回复    2019-04-19 21:42:27 +08:00
    cosmic
        1
    cosmic  
       2019-04-05 15:52:57 +08:00 via Android
    第二种方法只是复制了第一行的 reference,是 shallow copy。参考 fluent Python
    alvin666
        2
    alvin666  
       2019-04-05 15:55:06 +08:00 via Android
    楼上说的对,第二种只是引用对象而已
    mullenlee
        3
    mullenlee  
    OP
       2019-04-05 16:42:19 +08:00
    @cosmic 谢谢
    whoami9894
        4
    whoami9894  
       2019-04-05 17:30:31 +08:00 via Android
    第二种方式初始化后里面四个 false 的地址都相同是同一个对象的引用,且布尔值是不可变对象所以你修改后会建立新的布尔值,这也是为什么修改第二个布尔值而第一个布尔值还是指向原先的 false。而 lst[0]本身是列表对象,所以修改 lst[0]会导致指向它的引用都会被修改。所以出现了[[0, 1], [0, 1]]这种情况
    kidlj
        5
    kidlj  
       2019-04-05 17:40:33 +08:00 via iPhone
    shidenggui
        6
    shidenggui  
       2019-04-05 19:07:07 +08:00
    最近在看 《 Python 源码剖析》
    类似 [obj] * count 的表达式,编译成字节码之后为

    ```
    # 构建 [obj]
    0 LOAD_GLOBAL 0 (obj)
    2 BUILD_LIST 1

    # 读取 count
    4 LOAD_GLOBAL 1 (count)

    # 实现 [obj] * count
    6 BINARY_MULTIPLY
    ```

    而 BINARY_MULTIPLY 指令在源码中的实现为

    ```
    TARGET(BINARY_MULTIPLY) {
    PyObject *right = POP(); # 获取 count
    PyObject *left = TOP(); # 获取 [obj]
    # 获取相乘的结果
    PyObject *res = PyNumber_Multiply(left, right);
    Py_DECREF(left);
    Py_DECREF(right);
    SET_TOP(res);
    if (res == NULL)
    goto error;
    DISPATCH();
    }
    ```
    而 PyNumber_Multiply 最后调用的是 ->ob_type->tp_as_sequence->sq_repeat 函数,

    ```
    # repeatfunc = sq_repeat
    # seq = [obj]
    # count = count
    return (*repeatfunc)(seq, count);
    ```
    该函数在 list 类型的实现为

    ```
    static PySequenceMethods list_as_sequence = {
    ...
    (ssizeargfunc)list_repeat, /* sq_repeat */
    ...
    };
    ```

    下面是 list_repeat 简化后的代码

    ```c
    static PyObject *
    list_repeat(PyListObject *a, Py_ssize_t n)
    {
    ...
    PyObject *elem;
    # np 指向新分配的 count 大小的 list 对象
    np = (PyListObject *) PyList_New(size);

    items = np->ob_item;

    # 如果 [obj] 的对象大小为 1 的话,我们这里就是如此
    if (Py_SIZE(a) == 1) {

    # 获取 obj,即这里的 elem
    elem = a->ob_item[0];

    for (i = 0; i < n; i++) {
    # 因为 elem 是指针,所以这里新的 list 的 items 里面包含的是原有的 obj 的引用,而不是复制
    items[i] = elem;
    Py_INCREF(elem);
    }
    return (PyObject *) np;
    }
    ...
    }
    ```

    所以 [obj] * count 最后获得是包含 count 个 obj 引用的新 list

    在 github 上写了一篇 blog,更加详细的论述了这个问题,有兴趣的可以点击观看

    https://github.com/shidenggui/blog/issues/16
    shidenggui
        7
    shidenggui  
       2019-04-05 19:08:54 +08:00
    发现 v 站代码格式都混乱了,推荐去上条回复中的 github 链接查看
    kmahyyg
        8
    kmahyyg  
       2019-04-06 12:07:44 +08:00 via iPad
    浅拷贝问题 这是新手都会踩的坑, 我猜楼主没有看官方 docs, 官方 docs 里的 best practice 里特别说了这个地方
    mullenlee
        9
    mullenlee  
    OP
       2019-04-19 21:42:27 +08:00
    @kmahyyg 谢谢
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