修改嵌套列表时，`for item in list`与`for i in range(len(list))`的差异

问题背景 #

原地修改一维列表时，索引循环可行，但for-each循环不可行：
可行代码：

l = [1, 2, 3]
for i in range(len(l)):
    l[i] += 1

不可行代码：

l = [1, 2, 3]
for num in l:
    num += 1

一般认为for-each循环中num是列表元素的副本，但嵌套列表的情况却打破了这个认知：

嵌套列表时，以下两段代码均可行：
可行代码1：

l = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
for i in range(len(l)):
    for j in range(len(l[i])):
        l[i][j] += 1

可行代码2：

l = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
for sublist in l:
    for i in range(len(sublist)):
        sublist[i] += 1

而以下代码不可行：

l = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
for sublist in l:
    for num in sublist:
        num += 1

困惑点：如果for-each循环会创建列表元素的副本，那第二段可行代码中的sublist应该是原列表中子列表的副本，修改sublist的元素不应改变原列表l，但实际却生效了，这是为什么？

核心解释：Python的变量是引用，区分可变与不可变类型 #

首先纠正一个误区：for-each循环里的变量不是元素的副本，而是指向元素的引用。能不能修改原列表，关键看元素本身是可变类型还是不可变类型：

1. 一维列表（元素为不可变类型）
   列表中的整数是不可变类型。当执行for num in l时，num是指向列表中某个整数的引用，但整数无法被修改——num += 1本质是创建了一个新的整数对象，让num转而指向这个新对象，原列表里的元素还是原来的整数，所以原列表不会有变化。
   而用索引l[i] += 1时，是直接对列表索引i位置的元素进行重新赋值，把新整数放到该位置，所以原列表会被修改。

2. 嵌套列表（外层元素为可变类型）
   外层列表的元素是子列表（可变类型）。for sublist in l中的sublist是指向原列表中子列表对象的引用，不是副本。当你通过sublist[i] += 1修改这个子列表的元素时，本质是在操作原列表中存储的那个子列表对象，原列表自然会跟着变化。
   最后那段两层for-each的代码里，内层的num指向的是子列表里的整数（不可变类型），num +=1同样是创建新整数，不会修改原有的子列表元素，所以原列表没变化。

总结 #

• 元素为不可变类型（int、str、tuple等）：for-each循环里修改变量不会影响原列表，因为变量指向了新对象。
• 元素为可变类型（list、dict等）：for-each循环里的变量指向原对象，修改对象内部的元素会影响原列表，因为操作的是同一个对象。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Raymond Li