二维列表在python中错误地赋值

Question

class Board:

    def __init__(self):
        self.board = self.createBoard()

    def createBoard(self):
        line = []
        for i in range(7):
            line.append(' ')
        board = []
        for i in range(7):
            board.append(line)
        return board

    def showBoard(self):
        line = "| "
        for x in range(len(self.board)):
            for y in range(len(self.board)):
                line += self.board[x][y] + " | "
            print("-" * 29)
            print(line)
            line = "| "
        print("-" * 29)

if __name__ == '__main__':
    board = Board()
    board.showBoard()
    board.board[1][1] = "O"
    board.showBoard()

当我遇到这个非常奇怪的问题时，我正在开发一个 connect-4 python 控制台演示/游戏。

上面代码的输出如下：

-----------------------------
|   | O |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   | O |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   | O |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   | O |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   | O |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   | O |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   | O |   |   |   |   |   | 
-----------------------------

奇怪的是，我从未将O 分配给所有这些位置，我只将它分配给位置 [1][1]。

我预计输出是：

-----------------------------
|   |   |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   | O |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   |   |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   |   |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   |   |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   |   |   |   |   |   |   | 
-----------------------------
|   |   |   |   |   |   |   | 
-----------------------------

我极有可能遗漏了一些明显而小的东西，但我一直在寻找和尝试一个多小时，但我真的找不到问题。

这不像我的 board.board 列表比任何其他二维列表都更奇怪。

[[' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ']]

（这是我print(board.board)时得到的）

将其复制并粘贴到 IDLE 中，我得到以下信息：

>>> a = [[' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ']]
>>> a[1][1] = "O"
[[' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', 'O', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '], [' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ']]

这让我得到了正确的董事会价值。

我的代码中有什么明显错误以至于我遗漏了它？我敢肯定，当你们中的任何人找到一个我会羞愧地摇头的答案时，很可能就是那么糟糕。

够自卑了，那为什么我的代码board.board[1][1] = "O" 将值“O”分配给board.board 中的每一行？

将第一个 1 更改为 0-6 之间的任何其他数字也不会改变任何内容。都是一样的。

Answer 1

这在常见问题解答中进行了解释，How do I create a multidimensional list?

问题出在这部分代码中：

board = []
for i in range(7):
    board.append(line)

您正在创建一个包含 7 个对同一列表 line 的引用的列表。所以，当你修改一个时，其他的都会改变，因为它们是同一个列表。

解决方案是创建 7 个单独的列表，如下所示：

def createBoard(self):
    board = []
    for i in range(7):
        line = []
        for i in range(7):
            line.append(' ')
        board.append(line)
    return board

或者，更简单地说，制作原始列表的单独副本：

def createBoard(self):
    line = []
    for i in range(7):
        line.append(' ')
    board = []
    for i in range(7):
        board.append(line[:])
    return board

---

虽然我们正在这样做，但您可以通过使用列表推导来极大地简化它：

def createBoard(self):
    return [[' ' for j in range(7)] for i in range(7)]

---

或者，正如常见问题解答所建议的，您最好使用更智能的多维数组对象，例如 numpy 或 pandas 提供的对象：

def createBoard(self):
    return np.tile(' ', (7, 7))

缺点是您需要安装 numpy，因为标准库中没有任何东西可以像这样工作。但好处是你有强大的工具来处理数组——a[1, 1] 并不比a[1][1] 简单得多，但是a[:,1] 访问第二列却比[row[1] for row in a] 简单得多。

Answer 2

这是 python 使用引用的问题。 CreateBoard第二部分

    for i in range(7):
        board.append(line)

将 7 个对同一个列表的引用放在外部列表中。所以你有一个相同列表的 7 个副本的列表。编辑其中一个子列表中的值实际上会更新所有子列表，因为它们引用相同的内存。

一种选择是使用 copy.deepcopy，或者为每一行显式创建一个新列表

import copy  # at the top of the file
for i in range( 7 ):
    board.append( copy.deepcopy( line ) )

或

for i in range( 7 ):
    board.append( list(' ' * 7) )