为何修改Python类的单个实例会导致所有实例及原数组发生变化？

问题场景 #

你遇到的情况是：用同一个Numpy数组初始化两个类实例的属性后，修改其中一个实例的属性，另外一个实例的属性甚至原数组都跟着变了，但用标量就不会有这个问题。你的测试脚本和输出如下：

测试脚本

import numpy as np 
s = np.array([1,2,3]) 
class test_class: 
    def __init__(self,vv): 
        self.v = vv 
    def add(self,h,i): 
        aux = self.v 
        aux[i] += h 
        self.v = aux 
tt1=test_class(s) 
tt2=test_class(s) 
tt1.add(1,0) 
print('s = ', s) 
print('tt1.v = ',tt1.v) 
print('tt2.v = ',tt2.v)

输出结果

s = [2 2 3] 
tt1.v = [2 2 3] 
tt2.v = [2 2 3]

原因解析 #

这本质是Python中可变对象与引用传递的特性在起作用，核心区别在于Numpy数组（可变对象）和标量（不可变对象）的处理方式：

• Numpy数组是可变对象：这类对象的特点是可以在原地修改内容，不需要创建新对象。当你用s初始化tt1和tt2时，self.v = vv并没有复制整个数组，只是让tt1.v、tt2.v和s这三个变量都指向内存中同一个数组对象。后续add方法里的aux[i] += h是直接修改这个共享数组的内容，所以所有指向它的变量都会看到变化。
• 标量是不可变对象：像int、float这类不可变对象，当你执行+=这类操作时，其实是创建了一个新的对象，而不是修改原来的。比如用s=1初始化实例后，修改tt1.v会生成新的整数赋值给它，tt2.v还是指向原来的1，自然不会跟着变。

解决方案 #

如果想让每个实例拥有独立的数组，互不影响，只需要在初始化时复制数组即可，修改__init__方法：

def __init__(self,vv): 
    self.v = vv.copy()  # 创建数组副本

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Flixx