为什么Python列表理解似乎与列表和“乘法”的行为不同？

Question

出于好奇心问。为了提出一个观点，我试图制作一个函数，该函数返回n维的“身份矩阵”，然后以最简洁的方式打印它。 首先，我想出了这一点：

def identity(n):
    zeros = [[0 for j in range(n)] for i in range(n)]
    for i in range(n):
        zeros[i][i] = 1
    return zeros

for i in range(5):
    print(identity(5)[i])

这是按预期的工作，但是我尝试通过这样做将语法变短：

def identity(n):
    zeros = [[0]*n]*n
    for i in range(n):
        zeros[i][i] = 1
    return zeros

for i in range(5):
    print(identity(5)[i])

出于某种原因，每个元素都会将每个元素更改为一个元素，但是我似乎无法弄清楚为什么？这不是一个重要的问题，但要感谢您的帮助！

Answer 1

这是因为列表理解在元素上执行浅副本。
Zeros中的所有元素都参考同一列表。
尝试这些并查看结​​果：

n = 4
zeros = [[0]*n]*n
zeros[0] = 1
print(zeros)

n = 4
lst = [0]*n
zeros = [lst]*n
print(zeros)

lst[0] = 1
print(zeros)

您可以了解有关浅层和深拷贝。

Answer 2

这是因为当您将列表乘以一个数字时，它会复制它，但是它通过复制每个元素的引用来做到这一点。

如果您执行ID（ZEROS [0] [0]）和ID（ZEROS [0] [1]）对于第二种情况，您将看到它们是同样，即它们指的是相同的元素，并修改一个元素会修改所有内容。

对于第一种情况，每个0分开实例化并且具有自己的ID并不是这样。

编辑：

def zeros(n):
    return [[0]*n]*n
x = zeros(5)
for i in range(5):
    for j in range(5):
        assert id(x[0][0]) == id(x[i][j])

Answer 3

列表由Python中的参考保存。
这意味着，如果您有：

list_a = [1,2,3,4]
list_b = list_a

list_a和list_b实际上指向内存中的同一对象。因此，如果您更改list_a的元素：

list_a[2] = 9

那么list_b的相同元素将更改，因为它们指向同一对象。 IE list_a实际上以各种方式等于list_b。

这也是您代码中发生的事情。
当您遍历每个值并分配每个值时，就好像您明确创建了一个新列表并将其分配给外表列表的每个元素：

l = []
l.append([1,2,3,4])
l.append([1,2,3,4])
...

但是在第二件代码中，好像您在重复附加相同的值列表：

l = []
la = [1,2,3,4]
l.append(la)
l.append(la)