如何仅更改 2D 列表的对角线元素？答案

【问题标题】：How to change only the diagonal elements of a 2D list?如何仅更改 2D 列表的对角线元素？
【发布时间】：2021-06-10 01:45:09
【问题描述】：

所以我尝试创建一个 NxN 2D 数组，然后将其对角元素更改为 1。这是我的代码：

arr=[1,1,1,2,2,2]
table=[[0]*len(arr)]*len(arr)
for i in range(0,len(arr)):
    table[i][i]=1
print(table)

但是，每当我运行此代码时，我都会得到以下输出：

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

我希望得到这个：

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

我已经盯着我的代码看了好几个小时，但我不知道出了什么问题

【问题讨论】：

标签： python-3.x list multidimensional-array

【解决方案1】：

您的二维“数组”包含 6 个相同的列表。对这些列表中的任何一个的更改也将反映在其他列表中。考虑一下：

>>> l = [0] * 6
>>> x = [l]
>>> l[0] = 1
>>> l
[1, 0, 0, 0, 0, 0]
>>> x
[[1, 0, 0, 0, 0, 0]]
>>> x = [l, l, l]
>>> x
[[1, 0, 0, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0, 0, 0], [1, 0, 0, 0, 0, 0]]
>>> x[-1][-1] = 100
>>> x
[[1, 0, 0, 0, 0, 100], [1, 0, 0, 0, 0, 100], [1, 0, 0, 0, 0, 100]]

这是因为x 列表包含l 列表，因此l 的任何更改也可以通过x 中对同一列表的引用看到。

问题是在可变对象相乘时，因为它创建了多个对同一个可变对象的引用。

你应该像这样初始化你的表：

table = [[0 for j in range(len(arr))] for i in range(len(arr))]

或

table = [[0] * len(arr) for i in range(len(arr))]

尽管使用了乘法，但它仍然有效，因为每个列表都不同。

【讨论】：

所以如果我初始化一个像 [0]*len(arr) 这样的数组并更改任何一个元素，它会更改所有元素吗？
@fahadhub：不是那种情况。我在答案中添加了一些解释。问题是对象相乘会为它们创建多个引用，而不是对象的新实例。在 [0]*6 的情况下，您会得到一个列表，其中包含对同一 0 对象的 6 个引用，但是，由于整数是不可变的（无法更改），当您更改其中一个时，您最终会得到一个新对象。但是列表是可变的，因此当您更改其中一个元素时不会获得新的列表对象，因此更改通过对列表的所有引用可见。

【解决方案2】：

有趣的是，您实际上只编辑了for 循环中的一个列表，但只有五个指向该列表的指针。（在这种情况下，列表将是[0, 0, 0, 0, 0, 0]。）您可以通过使用id() 打印table 中每个列表的ID 来看到这一点：

>>> for t in table:
        print(id(t))

2236544254464
2236544254464
2236544254464
2236544254464
2236544254464
2236544254464

您的号码可能与我的不同，但它们都是相同的号码，尽管如此。您还可以通过在每个索引分配语句之后放置print(table) 语句来看到对一个列表的编辑应用于table 中的其他列表。

所以为了“解决”这个问题，我建议改用列表推导。例如：

table = [[0]*len(arr) for _ in range(len(arr))]

如果您检查每个列表的 id：

>>> for t in table:
    print(id(t))

    
2236544617664
2236544616064
2236544616320
2236544615872
2236544618368
2236544622720

由于它们不同，您现在可以使用仅更改对角线的方法：

>>> for i in range(0,len(arr)):
        table[i][i]=1

>>> table
[[1, 0, 0, 0, 0, 0],
 [0, 1, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 1, 0, 0, 0],
 [0, 0, 0, 1, 0, 0],
 [0, 0, 0, 0, 1, 0],
 [0, 0, 0, 0, 0, 1]]

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以创建表格并在嵌套循环中同时填充它：

arr=[1,1,1,2,2,2]

table = []
for i in range(len(arr)):
    table.append([0]*len(arr))
    for j in range(len(arr)):
        if i == j:
            table[i][j] = 1

print(table)
#[[1, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1]]

【讨论】：

【解决方案4】：

有趣。尝试使用 numpy 避免列表陷阱：

import numpy as np
org_row = [0]*5
l = [org_row]*5
x = np.array(l, np.int32)
for i in range(len(x)):
    x[i][i]=1
print(x)

输出>：

output>
[[1 0 0 0 0]
[0 1 0 0 0]
[0 0 1 0 0]
[0 0 0 1 0]
[0 0 0 0 1]]

【讨论】：