（又一个）列表别名难题答案

【问题标题】：(Yet Another) List Aliasing Conundrum（又一个）列表别名难题
【发布时间】：2012-02-18 07:59:19
【问题描述】：

我以为我已经弄清楚了整个列表别名，但后来我遇到了这个：

    l = [1, 2, 3, 4]
    for i in l:
        i = 0
    print(l)

导致：

    [1, 2, 3, 4]

到目前为止一切顺利。

但是，当我尝试这样做时：

    l = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
    for i in l:
        i[0] = 0

我明白了

    [[0, 2], [0, 4], [0, 5]]

这是为什么？

这与混叠的深度有关吗？

【问题讨论】：

python中没有“别名”之类的东西
@user102008：如果我定义一个函数f，然后将某个变量设置为等于f（即x = f）。然后我可以使用x() 调用f。这对我来说听起来确实像是别名。如果我理解正确，使用赋值x = f 使x 引用f，它不会创建f 的实例？
正确。 f 是在 def 时间创建的。 x = f 只是将另一个名字指向 f。
但这不是别名，这只是复制参考。事后重新绑定f 不会影响x。
奇怪的是，“又一个”通常是伪装成“同一个”。

标签： python

【解决方案1】：

第一个重新绑定名称。重新绑定名称只会更改本地名称。第二个改变对象。改变一个对象会在它被引用的任何地方改变它（因为它总是同一个对象）。

【讨论】：

【解决方案2】：

i = 0 与 i[0] = 0 非常不同。

Ignacio 简洁而正确地解释了原因。因此，我将尝试用更简单的语言来解释这里实际发生的情况。

在第一种情况下，i 只是一个指向某个对象（列表中的成员之一）的标签。 i = 0 更改对某个其他对象的引用，因此 i 现在引用整数 0。该列表未修改，因为您从未要求修改l[0] 或l 的任何元素，您只修改了i。

在第二种情况下，i 也只是一个指向列表中成员之一的名称。那部分没有什么不同。但是，i[0] 现在正在调用列表成员之一的.__getitem__(0)。同样，i[0] = 'other' 就像在做i.__setitem__(0, 'other')。它不仅仅是将i 指向不同的对象，就像常规的赋值语句那样，实际上它正在改变对象i。

一种简单的思考方式是，Python 中的名称始终只是对象的标签。范围或命名空间就像将名称映射到对象的字典。

【讨论】：

那么，如果我理解正确的话，在这种情况下，i 是否会根据它是否被编入索引而被区别对待？
@Joel：i 永远不会被索引。对象i 绑定到 已编入索引。
i 只是命名空间中的一个名称。 i = 0 将该名称 i 分配给不同的对象，而 i[0] = 0 没有。
@Joel：并不是i 被区别对待，而是i[0] = 0 与i = 0 是不同的操作。第一个只是使i 成为0 的名称。第二个在 i 当前是引用 0 的名称中的第 0 个插槽。如果i 绑定到一个数字，i[0] = 0 将具有相同的效果，只是数字不包含任何“槽”，因此该操作会引发错误。

【解决方案3】：

for i in l:

这意味着“每次循环，i 应该是l 的下一个元素的名称”。

i = 0

这意味着“i 将不再是它当前名称的名称，而是开始成为整数对象 0 的名称”。

i[0] = 0

这意味着“i 命名的事物的第零个元素应替换为 0”。（你不能真的说“i[0] 将不再是……的名字”，因为它不是名字。）

【讨论】：

【解决方案4】：

分配总是只是在 Python 中重新绑定名称，这意味着您最终会得到同一个对象的别名。 任何时候你给任何类型的对象一个名字（你给一个现有的对象一个新的名字，或者你接收它传递给一个函数，或者你把它从某个容器），您为实际更改此对象所做的任何事情都会影响它原来所在的位置（即，将它传递给您的函数的调用者，或者查看您从中拉出它的容器的任何其他人）。

如果需要，您可以让您的代码显式复制事物；使用mylist[:] 进行列表切片可能是您最熟悉的方式。许多内置操作都是这样做的；特别是，通常是内置函数/方法的一个安全假设，即如果它们返回一个对象，则它们没有修改原始对象（这是大多数时候遵循的一个很好的规则；如果你的函数or 方法通过更改现有对象来发挥作用，它应该返回None 并让调用者只查看他们给你的对象）。事实上，特别是对于列表，有很多对方法/函数做同样的事情；通常有一个函数返回列表的新修改副本，还有一个方法只返回更改列表。例如比较sorted_list = sorted(mylist) vs mylist.sort()、reversed_list = reversed(mylist) vs mylist.reverse()等

但是在进行复制的情况下，您确实需要注意复制的深度深度；在大多数情况下，它只在最外层，因此对副本中包含的任何内容进行变异将从原始对象中可见。

新的 Python 程序员需要尽早掌握这一点，因为它遍及 Python 编程的各个方面。

不幸的是，这个问题被新程序员最自然的凝视点所掩盖。您首先要弄清楚如何对数字和文本字符串进行基本操作，但这些在 Python 中是不可变的。这并不意味着它们的工作方式与列表“不同”，它只是意味着您无法执行任何会导致它们发生变化的操作。所以你不需要关心它们是否被共享，因为即使它们被共享也不会产生影响。

其他答案已经更详细地解释了您的示例中发生了什么。但是每当你修改一个列表（或任何其他对象）时，你需要思考“这个列表是从哪里来的？”。因为大多数时候，除非是刚刚创建的新列表，否则程序的其他部分将能够看到您所做的更改。列表操作几乎总是存在别名。很多时候它并不重要，特别是对于数字或文本列表。但是你需要时刻注意它，这样你才能决定它是否重要。

不过，它确实很容易成为第二天性，所以坚持下去，它会变得容易得多。话虽如此，即使是非常有经验的 Python 程序员仍然会被偶尔出现的别名错误所困扰！

【讨论】：

deepcopy 的深度有限制吗？
deepcopy 试图一路走下去；它是你对抗混叠战争中的反物质炸弹。它不能对所有可能的对象都起作用，而且几乎所有时间你都可以编写程序，这样你就不必对所有内容进行深度复制。但是对于你作为初学者 Python 程序员可能能够构建的任何对象，deepcopy 都可以正常工作，并且会给你一个没有相关别名的对象。

【解决方案5】：

当您说i = 0 时，您为变量i 分配了一个新值。

当您说i[0] = 0 时，您修改变量i 中的列表，将第一个元素设置为新值。由于i 中的列表是l 的一个元素，所以l 以修改后的元素结束。

【讨论】：

【解决方案6】：

有时我发现在不那么抽象的 C 世界中思考起来更容易。在 Python 中，将每个变量都视为一个指针。当您执行i = 0; i = 1 时，您并没有这样做：

int * i = malloc(sizeof(int));
*i = 0;
*i = 1;

更像是这样：

int * i = malloc(sizeof(int));
*i = 0;
free(i);
i = malloc(sizeof(int));
*i = 1;

您没有更改值，而是将指针移动到新值。

虽然使用列表，l 指针保持不变，但您正在更新指定索引处的值。因此l = [0]; l[0] = 1 看起来像：

int * l[] = {0};
l[0] = 1;

（注意：我意识到 Python 整数和列表并不是真正的 C 整数和数组，但出于这个目的，它们是相似的。）

Protip：“别名”不是 Python 术语，所以请避免使用它。 “参考”或只是“变量”更好。

【讨论】：