Python中的按值而非引用排序列表

Question

让我们来举个例子

a=['help', 'copyright', 'credits', 'license']
b=a
b.append('XYZ')
b
['help', 'copyright', 'credits', 'license', 'XYZ']
a
['help', 'copyright', 'credits', 'license', 'XYZ']

我想在列表'b'中添加值，但是列表'a'的值也发生了改变。 我认为我知道这是为什么（Python通过引用传递列表）。 我的问题是“如何通过按值传递来避免将'b'附加到'a'中并更改其值？”

- d.putto

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b = a.copy()，这样就可以正常工作了。 - Rezaul Karim Shaon

Answer 1

在Python中，您无法通过值传递任何东西。如果您想复制a，可以按照官方Python FAQ中所述显式地执行此操作：

b = a[:]

- phihag

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对我没用，我在b上做的任何更改都会同时出现在a中。 - Mannix

@Mannix 你能发布一篇新问题，其中包含显示问题的完整代码（即应该失败的断言）吗？很可能，你不是修改列表本身，而是它的元素。如果你想要一个同时拷贝其元素的新列表，请创建一个 深层拷贝。 - phihag

然而，如果a是一个二维列表，这样做将行不通。 - Pythoner

对于二维数组，可以使用 map 函数：old_array = [[2, 3], [4, 5]]

python2.*

new_array = map(list, old_array)

python3.*

new_array = list(map(list, old_array)) - Pythoner

@Pythoner，您所描述的代码适用于二维列表，而不是数组。copy.deepcopy(something) 对二者都有效。但是，如果您的列表是2D或任何数据结构而不是简单列表，则您需要不同的问题。 - phihag

但要知道，在这种情况下，如果您在a中有一个列表，并且如果您在b中更改它，则它也会在a中更改。但整数或字符串不会被更改。这就是多维列表提到的意思。 - Dmitry Polovinkin

Answer 2

要复制一个列表，您可以使用list(a)或a[:]。在这两种情况下都会创建一个新对象。
然而，对于可变对象的集合，这两种方法都有限制，因为内部对象保持其引用不变：

>>> a = [[1,2],[3],[4]]

>>> b = a[:]
>>> c = list(a)

>>> c[0].append(9)

>>> a
[[1, 2, 9], [3], [4]]
>>> c
[[1, 2, 9], [3], [4]]
>>> b
[[1, 2, 9], [3], [4]]
>>> 

如果您想要完整复制对象，您需要使用copy.deepcopy。

>>> from copy import deepcopy
>>> a = [[1,2],[3],[4]]

>>> b = a[:]
>>> c = deepcopy(a)

>>> c[0].append(9)

>>> a
[[1, 2], [3], [4]]
>>> b
[[1, 2], [3], [4]]
>>> c
[[1, 2, 9], [3], [4]]
>>> 

- joaquin

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什么是普通复制和深度复制的区别？ 为什么会发生上述情况？我认为我有一个大致的理解，似乎与第二层遇到的问题相同。它的内部工作原理是什么？ - AsheKetchum

Answer 3

就性能而言，我最喜欢的答案是：

b.extend(a)

比较相关替代品在性能方面的差异：

In [1]: import timeit

In [2]: timeit.timeit('b.extend(a)', setup='b=[];a=range(0,10)', number=100000000)
Out[2]: 9.623248100280762

In [3]: timeit.timeit('b = a[:]', setup='b=[];a=range(0,10)', number=100000000)
Out[3]: 10.84756088256836

In [4]: timeit.timeit('b = list(a)', setup='b=[];a=range(0,10)', number=100000000)
Out[4]: 21.46313500404358

In [5]: timeit.timeit('b = [elem for elem in a]', setup='b=[];a=range(0,10)', number=100000000)
Out[5]: 66.99795293807983

In [6]: timeit.timeit('for elem in a: b.append(elem)', setup='b=[];a=range(0,10)', number=100000000)
Out[6]: 67.9775960445404

In [7]: timeit.timeit('b = deepcopy(a)', setup='from copy import deepcopy; b=[];a=range(0,10)', number=100000000)
Out[7]: 1216.1108016967773

- Kyr

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谢谢您将性能纳入讨论，这帮助我决定使用哪种方法。 - Kyle Pittman

我刚刚看到了你的回答，非常感谢你提供这样高质量的答复！在讨论Python时，通常不会考虑性能问题，但对于大型数据集来说，这确实很重要。 - Artur

我喜欢这个答案，但它与列表的值无关。正如Jordan Pagni所提到的，如果您的列表是多维的，即列表中包含列表（以及更多），那么唯一可行的解决方案就是需要最长时间的解决方案：b = deepcopy(a)。 - Eran Yogev

@EranYogev，我同意。但是如果你想要实现性能，你必须对列表的内容有一些了解。:( - Kyr

extend() 方法的测试用例与其他方法不可比较。要使用 extend() 方法，首先必须创建一个数组，而其他构造函数将为您创建数组。因此，通过跳过列表对象的初始化，您有效地使 extend() 方法具有优势。要纠正测试，请将 b = [] 从设置中移动到测试下的语句中，例如 b = []; b.extend(a)。这将有利于使用切片创建副本的第二种情况。 - Mr. Deathless

为什么 b=list(a) 的执行时间是 b=a[:] 的两倍？ - scherm

Answer 4

另外，你可以这样做：

b = list(a)

这将适用于任何序列，甚至那些不支持索引和切片的序列...

- Daren Thomas

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请注意，这种方法也无法完全处理多维列表 - 因此，如果您在原始列表中有一个列表副本，如果更改了其中一个副本，它将在所有位置上进行更改。 - Dmitry Polovinkin

Answer 5

如果你想复制一个一维列表，请使用

b = a[:]

然而，如果a是一个二维列表，那么这种方法不会适用于你。也就是说，对a所做的任何更改都将反映在b中。在这种情况下，请使用

b = [[a[x][y] for y in range(len(a[0]))] for x in range(len(a))]

- Rohan Saxena

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并不是说任何更改都会被反映出来 - 只有当原始列表中的列表被更改时，它才会反映在副本上。其他数据更改将不会反映在其他副本上，因此可以放心更改字符串或整数。 - Dmitry Polovinkin

Answer 6

正如phihag在他的回答中提到的那样，

b = a[:]

由于对列表进行切片会创建一个新的内存id（这意味着您不再引用内存中的同一对象，您对其中一个所做的更改将不会反映在另一个上），因此切片对您的情况有效。

然而，存在一个小问题。如果您的列表是多维的，即列表内含列表，则仅仅进行切片是无法解决这个问题的。在更高的维度中进行更改，即原始列表中的列表，会在两者之间共享。

不要担心，有一个解决方案。模块copy具有一个很棒的复制技术，可以解决这个问题。

from copy import deepcopy

b = deepcopy(a)

无论列表包含多少级别，都会复制一个带有新内存 ID 的列表！

- Jordan Pagni

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很好的回答，Jordan！谢谢!!! 你知道这个的原因吗？ - Felipe

非常好的答案，特别是因为它提到了初始解决方案将失败的情况（嵌套对象，其他对象列表）和解决方案（deepcopy()）。 - AruniRC

Answer 7

当你执行b = a时，你只是简单地创建了指向a相同内存的另一个指针， 这就是为什么当你追加到b时，a也会改变。

你需要创建a的副本，可以像这样完成：

b = a[:]

- Gil.I

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只是技术上的细节，但 Python 变量并不是真正的指针。更准确地说，当你执行 b = a 时，你创建了另一个引用指向 a 引用的列表对象。 - Endyd

Answer 8

创建列表的副本请执行以下步骤：

b = a[:]

- Rob Wouters

Answer 9

我发现我们可以使用extend()函数来实现copy()函数的功能。

a=['help', 'copyright', 'credits', 'license']
b = []
b.extend(a)
b.append("XYZ") 

- user3754245

Answer 10

我建议采用以下解决方案:

b = []
b[:] = a

这将复制a中的所有元素到b中。复制将是值复制，而不是引用复制。

- VHS

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这并不比 b = a[:] 更好。 - Endyd