序列賦值引發的Python列表陷進
本文轉載自微信公眾號「dongfanger」，作者dongfanger。轉載本文請聯系dongfanger公眾號。
序列賦值是Python默認操作，如果使用不當，有可能會掉入語法陷阱。
+
+是指把兩個序列的元素拼接在一起。通常+號兩側的序列由相同類型的數據所構成，在拼接的過程中，兩個被操作的序列都不會被修改，Python會新建一個包含同樣類型數據的序列作為拼接的結果。比如：
- a = [1]
- b = [2]
- c = a + b
- print(a, b, c)
- print(id(a), id(b), id(c))
結果為：
- [1] [2] [1, 2]
- 2409610524480 2409610523520 2409610523648
*
如果想要把一個序列復制幾份然后再拼接起來，更快捷的做法是把這個序列乘以一個整數。同樣，這個操作會產生一個新序列：
- >>> l = [1]
- >>> l * 5
- [1, 1, 1, 1, 1]
- >>> 5 * "a"
- 'aaaaa'
+和*都遵循這個規律，不修改原有的操作對象，而是構建一個全新的序列。
列表套列表的陷進
猜猜這個結果會是啥：
- x = ["x"]
- my_list = [x] * 3
- print(my_list) # [['x'], ['x'], ['x']]
- x2 = my_list[2]
- x2[0] = "y"
- print(my_list)
講道理，應該是[['x'], ['x'], ['y']]，但是錯了，實際是：
- [['y'], ['y'], ['y']]
Unbelievable!給my_list的最后一個元素的列表賦值，結果所有三個元素的列表都被賦值了!這反映出my_list這三個元素不是3個列表，而是3個列表引用，指向了同一個相同的列表。相當于：
- x = ["x"]
- my_list = []
- for i in range(3):
- my_list.append(x) # 追加相同對象
- x2 = my_list[2]
- x2[0] = "y"
- print(my_list) # [['y'], ['y'], ['y']]
每次都追加了同一個對象到my_list。如果想生成3個不同列表，那么需要在每次迭代中新建列表：
- my_list = []
- for i in range(3):
- x = ["x"] # 新建列表
- my_list.append(x)
- x2 = my_list[2]
- x2[0] = "y"
- print(my_list) # [['x'], ['x'], ['y']]
這樣就符合預期了。可以用列表推導簡化代碼：
- x = ["x"]
- my_list = [x for i range(3)]
- x2 = my_list[2]
- x2[0] = "y"
- print(my_list) # [['x'], ['x'], ['y']]
教訓：
新建列表中的列表，使用列表推導，不要使用*運算符。
如果a * n這個語句中，序列a里的元素是對其他可變對象的引用的話，就需要格外注意了，這可能不是你想要的效果。
+=
a += b雖然意思是a = a + b，但是它背后的特殊方法是__iadd__，如果一個類沒有實現這個方法的話，Python才會退一步調用__add__。__iadd__方法會直接在原對象中追加，__add__方法會先生成新對象再賦值。
*=
+=的這些概念也適用于*=，只是后者對應的是__imul__。追加還是新對象，在作用到可變序列和不可變序列時效果明顯，示例：
- # 可變序列，追加
- >>> l = [1, 2, 3]
- >>> id(l)
- 2135319475136
- >>> l *= 2
- >>> l
- [1, 2, 3, 1, 2, 3]
- >>> id(l)
- 2135319475136 # id一樣
- # 不可變序列，新對象
- >>> t = (1, 2, 3)
- >>> id(t)
- 2135322139520
- >>> t *= 2
- >>> id(t)
- 2135321695424 # id不一樣
元組套列表的陷進
- >>> t = (1, 2, [30, 40])
- >>> t[2] += [50, 60]
猜猜會發生下面4種情況中的哪一種?a.t變成(1, 2, [30, 40, 50, 60])b.因為tuple不支持對它的元素賦值，所以會拋出TypeError異常c.以上兩個都不是d.a和b都是對的因為元組不能賦值，所以我會毫不猶豫的選擇b。但實際上答案是d!a和b都是對的，既會賦值成功，也會報錯：
- >>> t = (1, 2, [30, 40])
- >>> t[2] += [50, 60]
- Traceback (most recent call last):
- File "<input>", line 1, in <module>
- TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
- >>> t
- (1, 2, [30, 40, 50, 60])
Oh No!為什么?一、賦值成功，因為t[2]指向的是一個可變對象(列表[30, 40])，可變對象是能賦值的。二、報錯，因為可變對象賦值給了不可變對象(元組t)，不可變對象不能賦值。
寫成t[2].extend([50, 60])能避免這個異常。
教訓：
- 不要把可變對象放在元組里面。
- +=不是一個原子操作，雖然拋出了異常，但還是完成了操作。
這位巴西作者說到，在他15年的Python生涯中，他還沒見過誰在這個地方吃過虧。
小結
本文分別介紹了+、*和列表套列表的陷阱，+=、*=和元組套列表的陷阱，并分別得出了教訓。這是動態語言的弊端，在運行后才能知道有沒有類型錯誤，只能積累代碼經驗來避免。魚與熊掌不可兼得，在享受Python語法簡潔的便利同時，也得付出運行報錯排查麻煩的代價。
參考資料：《流暢的Python》
