为何Python方法外部print与方法内最终print的数组输出结果不同？

问题代码 #

class Solution(object):
    def rotate(self, nums, k):
        for i in range(k):
            popped = [nums.pop()]
            nums = popped + nums
            print(nums)
        print(nums)

nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
k = 3
Solution().rotate(nums, k)
print(nums)

预期输出 #

[7, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
[6, 7, 1, 2, 3, 4, 5]
[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]
[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]
[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]

实际输出 #

[7, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
[6, 7, 1, 2, 3, 4, 5]
[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]
[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

原因分析 #

问题出在函数内部的nums = popped + nums这行代码：

1. 第一次循环时，nums.pop()是原地修改传入的原始列表，弹出最后一个元素7，此时原始列表变为[1,2,3,4,5,6]。
2. 但popped + nums会创建一个新的列表对象，然后把函数内部的局部变量nums重新指向这个新列表——这一步之后，函数内的nums和外部的原始列表就没有任何关联了。
3. 后续两次循环的操作都是在这个新列表上进行的，不会再修改原始列表。
4. 所以函数内部最后print的是经过三次旋转的新列表，而外部print的是只被弹出过一次元素的原始列表，结果自然不一致。

修正方案 #

如果要让函数修改原始列表，不要重新赋值nums，改用列表的原地修改方法，比如insert：

class Solution(object):
    def rotate(self, nums, k):
        for i in range(k):
            # 弹出最后一个元素，插入到列表头部，全程操作原始列表
            nums.insert(0, nums.pop())
            print(nums)
        print(nums)

nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
k = 3
Solution().rotate(nums, k)
print(nums)

运行这段代码，函数内外的print输出就会和预期一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者James Quarmby