Python中二维矩阵的单元格分配，没有numpy

Question

下面是我的脚本，它基本上创建了一个 12x8 的零矩阵，用 0 填充。然后我要一个一个地填充它。因此，假设第 2 行第 0 行需要为 5。我该怎么做？下面的示例显示了我是如何做到的以及错误的（根据我的需要）输出：

list_MatrixRow = []
list_Matrix = [] #Not to be confused by what the book calls, optimal alignment score matrix

int_NumbOfColumns = 12
int_NumbOfRows = 8

for i in range (0, int_NumbOfColumns): # Puts Zeros across the first Row
    list_AlignMatrixRow.append(0)
for i in range (0, int_NumbOfRows):
    list_AlignMatrix.append(list_AlignMatrixRow) 
#add the list in another list to make matrix of Zeros
#-------------------THE ACTUAL PROBLEMATIC PART; ABOVE IS FINE(It Works)------------

list_AlignMatrix[2][0] = 5 
# This is what logically makes sense but here is the output 
# which happens but I don't want (there should be all 0s and 
# only one 5 on the cell [2][0]):

[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

Answer 1

每一行都指向同一个子列表。这是重复附加相同子列表的结果。因此，当您修改一行时，您最终会修改其他行。

我会这样做：

ncols = 12
nrows = 8
matrix = [[0] * ncols for i in range(nrows)]
matrix[2][0] = 5 

matrix 包含：

[[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]

关于编码风格的旁白：在 Python 中将对象的类型包含在其名称中是一种糟糕的形式。我选择将int_NumbOfColumns 重命名为ncols。如果您需要更具描述性的内容，请使用 column_count 之类的内容。一般来说，要避免混合大小写的名称，而骆驼通常用于类名。请参阅PEP 8 -- Style Guide for Python Code 了解更多信息。

编辑：既然你提到你是 Python 新手，这里再解释一下。

这是list comprehension：

matrix = [[0] * ncols for i in range(nrows)]

也可以写成普通的for循环：

matrix = []
for i in range(nrows):
    matrix.append([0] * ncols)

Answer 2

list_AlignMatrix 中的每个条目都是对同一个对象的引用。您需要为矩阵中的每一行创建一个新的 list 实例。下面是正在发生的事情的说明：

>>> l = [0]
>>> l2 = [l,l,l]
>>> l2
[[0], [0], [0]]
>>> l2[0][0] = 1
>>> l2
[[1], [1], [1]]

您可以使用id() 函数来确认l2 中的每个条目都是对同一对象的引用：

>>> [id(x) for x in l2]
[161738316, 161738316, 161738316]

要制作行列表的新副本，您可以像这样重写第二个循环：

for i in range (0, int_NumbOfRows):
    list_AlignMatrix.append(list(list_AlignMatrixRow)) 

list 构造函数将创建list_AlignMatrixRow 的副本，如下例所示：

>>> l = range(10)
>>> l2 = list(l)
>>> l == l2
True
>>> l is l2
False

Answer 3

当您附加list_AlignMatrixRow 时，它只是附加对原始列表的引用，因此实际上只有一个一维列表，并且矩阵的每一行都指向它。要创建一个新列表，您需要实际创建一个新列表：

list_AlignMatrix.append(list(list_AlignMatrixRow))

注意对 list 的调用，它通过迭代和复制 list_AlignMatrixRow 的元素来创建一个列表

Answer 4

要生成这样的矩阵，在python中，你应该像这样使用列表理解 如果要生成全为 0 的行，

>>> import copy
>>> list_MatrixRow=[0 for i in range(12)]
>>> list_MatrixRow
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

ce 然后你可以以同样的方式创建列表列表

list_Matrix=[[0 for j in range(12)] for i in range(8)]

现在您可以编辑任何元素

>>> list_Matrix[0][2]=12345
>>> list_Matrix[0][2]
12345
>>> list_Matrix
[[0, 0, 12345, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]

如果你想创建包含所有第 5 列的矩阵，你可以在列表理解上使用短路评估

>>> list_MatrixRow=[(i==0 and 5 or 0) for i in range(12)]
>>> list_MatrixRow
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
>>> list_Matrix=[list_MatrixRow for i in range(8)]
>>> list_MatrixRow
[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
>>> list_Matrix
[[5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]
>>> list_Matrix[0][0]
5