Python使用逗号交换值会导致混淆

Question

这涉及到我在尝试解决链表反转问题时遇到的一个问题。

首先，让我放一些预备代码来定义链表和快速生成链表的方法：

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

    def __repr__(self):
        if self.next:
            return "{}->{}".format(self.val, repr(self.next))
        else:
            return "{}".format(self.val)

def genNode(*nodes, end=None):
    if len(nodes) == 1 and type(nodes[0]) == list:
        nodes = nodes[0]
    for i in nodes[::-1]:
        n = ListNode(i)
        n.next, end = end, n
    return n if nodes else None

我的问题是，我发现交换机制仍然取决于我编写的变量序列。

原本在Python中讨论交换值时，我们可以这样做：

a, b = b, a

如果我有相同的要求，它应该以相同的方式工作。

b, a = a, b

我会尝试写一个反转链表的方法，有三个变量交换，这个想法很简单，创建一个虚拟头节点，并不断在虚拟头节点和虚拟头节点的下一个节点之间添加节点，以便将其反转。

def rev(head):
    dummy = ListNode('X')
    while head:
        dummy.next, head.next, head = head, dummy.next, head.next
    return dummy.next

a = genNode(1,2,3,4)
print(rev(a)) # >>> 4->3->2->1

但是，如果我稍微调整一下这3个变量的顺序：

def rev2(head):
    dummy = ListNode('X')
    while head:
        dummy.next, head, head.next, = head, head.next, dummy.next,
    return dummy.next

a = genNode(1,2,3,4)
print(rev2(a))  # >>> AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'next'

看起来这里是序列很重要，有人可以告诉我如果有超过两个变量，Python如何评估交换值吗。

谢谢！

- jxie0755

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Python的哪个版本？ - Anthony Kong

它是Python 3.6.4。 - jxie0755

真的，不要那样做。a, b = b, a 对于简单的交换是可以的，但对于更复杂的情况，最好编写单独的赋值语句。 - chepner

你要交换的数据类型不是简单的基本数据类型，而是涉及到其他对象链接的类对象，这可能会导致意外的行为！ - Devesh Kumar Singh

@chepner 我打算从现在开始这样做。我不知道这种情况可能发生。一直以为所有东西都是同时评估的。 - jxie0755

Answer 1

从左到右

查看https://docs.python.org/3/reference/simple_stmts.html#assignment-statements

CPython实现细节：在当前实现中，目标的语法被视为与表达式相同，并且在代码生成阶段拒绝无效的语法，从而导致错误消息不够详细。

虽然赋值的定义意味着左侧和右侧之间的重叠是“同时发生”的（例如，a，b=b，a交换了两个变量），但在分配给变量的集合内部出现的重叠是从左到右进行的，有时会导致混淆。例如，以下程序将打印[0，2]：

x = [0, 1]
i = 0
i, x[i] = 1, 2         # i is updated, then x[i] is updated
print(x)

- farincz

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将其与 OP 的示例联系起来：在 rev() 中，head 在 head.next 被赋值之后更改；在 rev2 中，head 在更改之前更改，从而改变了被分配的内容。 - Scott Hunter

这很有趣，如果我尝试 x[i], i = 2, 1 它实际上会起作用。因此，顺序很重要，但可能会令人困惑。 - jxie0755

那么，(C)Python遍历右侧的值元组并将它们逐个按顺序分配给左侧的名称元组，因此是顺序执行的？如果您将逗号分隔的列表解释为元组，则这种操作方式似乎相当合理。 - Jan Christoph Terasa

那么，您是否建议我回到传统的交换方法，通过创建临时变量来确保安全，当涉及到复杂/多个交换情况时？ - jxie0755

与不更改正在迭代的list类似，您可能应该避免分配给可以影响同一赋值语句中的其他赋值的名称，就像在示例中一样。该示例是非常构造的，我从未见过这样的代码。 - Jan Christoph Terasa

正如您在更简单的示例中看到的那样，对列表应用交换逻辑并不是非常一致的，因此旧的临时变量是可行的方式。 - Devesh Kumar Singh

Answer 2

以下是一个简单的例子，展示了在像 ListNode 这样的类中使用交换的注意事项。

让我们定义一个由3个元素组成的链表。

a = ListNode(1)
b = ListNode(2)
c = ListNode(3)
a.next = b
b.next = c
print(a)
#1->2->3

现在，如果我们交换b和c，它不会产生任何影响。

b,c = c,b
print(a)
#1->2->3

如果我们交换a和b，链表将会改变。

a,b=b,a
print(a)
#2->3

同样地，将a和c交换。

a,c=c,a
print(a)
#3

所以你可以看到，使用简单的交换逻辑在应用于ListNode时是不一致的，因此应该避免使用。

- Devesh Kumar Singh

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谢谢，这是一个很好的演示。我应该避免在复杂的数据结构中使用交换方法。 - jxie0755

很好，请考虑给这个示例点赞，如果它对您有帮助的话，因为您已经接受了另一个答案！ - Devesh Kumar Singh

Answer 3

有趣的讨论，有点扩展了上面的答案，我创建了下面这个新的例子。

x = [1, 0]
i = 0
i, x[i] = x[i], i
print(i, x)
>> 1 [1, 0]

让我们逐步了解一下i，x [i] = x [i]，i的情况。

1. 最初，所有变量都处于上一个阶段，即i = 0，因此两侧的x [i]都是x [0] = 1。我们有0、x [0] = x [0]、0或0、1 = 1、0
2. 交换/赋值从左到右开始。逗号的左部分i = x [i]首先发生，即i = 1，i的值从0变为1。
3. 重要的是，在逗号的右部分发生时，i的值已经改变。实际上，我们正在看1，x [1] = 1，0，令人困惑的是右侧的i不会改变，其值仍为0，而不是新值1，x [1] = 1，i。因此，最终状态是1，x [1] = 1，0。

- Roy

Answer 4

如果有两个以上的变量，它的工作方式与两个变量相同。您可以将它们放在所需的最终顺序中：

>>> a = 1
>>> b = 2
>>> c = 3
>>> c,b,a = a,b,c
>>> a,b,c
(3, 2, 1)

- BoarGules