Python中用[[None]*col]*row创建矩阵赋值异常，求原因

问题重现 #

以下代码尝试创建2行3列的矩阵并赋值，但实际输出与预期不符：

row, col = 2, 3
mat1 = [[None]*col]*row
print(mat1)
for i in range(0, row):
    for j in range(0, col):
        mat1[i][j] = int(input())
print(mat1)

输入：

1
2
3
4
5
6

预期输出：

[[1,2,3], [4,5,6]]

实际输出：

[[4,5,6], [4,5,6]]

原因分析 #

问题出在矩阵创建语句[[None]*col]*row上：

• 首先[None]*col会生成一个包含col个None的列表对象；
• 随后*row是把这个唯一的列表对象重复row次，添加到外层列表中。

这意味着外层列表的所有元素都指向同一个内存地址的子列表。当你通过mat1[i][j]赋值时，本质是在修改那个共享的子列表，最终所有行都会显示最后一次修改的结果。

可以通过打印子列表内存地址验证：

row, col = 2, 3
mat1 = [[None]*col]*row
print(id(mat1[0]))  # 输出某一内存地址
print(id(mat1[1]))  # 输出与上面完全相同的地址

解决方案 #

需要为每一行创建独立的列表对象，常用两种方式：

方式1：列表推导式（推荐）

row, col = 2, 3
mat1 = [[None for _ in range(col)] for _ in range(row)]
# 后续赋值代码不变
for i in range(row):
    for j in range(col):
        mat1[i][j] = int(input())
print(mat1)

方式2：循环逐行创建

row, col = 2, 3
mat1 = []
for _ in range(row):
    mat1.append([None]*col)  # 每次append新的列表对象
# 后续赋值代码不变
for i in range(row):
    for j in range(col):
        mat1[i][j] = int(input())
print(mat1)

两种方式都会为每一行生成独立的列表，赋值时各行互不影响，最终能得到预期的输出结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者randomname