使用dict.fromkeys创建字典后循环修改值时所有键同步变更问题

问题现象 #

使用dict.fromkeys初始化字典后，尝试遍历数据修改指定键对应值的第一个元素时，所有键的数值会同步递增，而非仅目标键。

初始化代码及结果：

times_genus_contaminated = dict.fromkeys(expected_genus,[0,{}])
# 输出：{'Aedes': [0, {}], 'Homo': [0, {}], 'Mus': [0, {}]}

遍历修改的示例代码：

for sample in contaminated_samples:
    for contamination in sample['contamination']:
        genus = contamination[0]
        times_genus_contaminated[genus][0] += 1
print(times_genus_contaminated)

循环处理的示例数据：

['Homo', 'Pan', '9597', 23022, 47.66]
['Homo', 'Gorilla', '9595', 1816, 3.76]
['Mus', 'Mastomys', '35658', 532, 1.11]
['Mus', 'Arvicanthis', '61156', 965, 2.03]
['Aedes', 'Mayaro', '59301', 277, 2.19]

预期输出：

{'Aedes': [1, {}], 'Homo': [2, {}], 'Mus': [2, {}]}

实际输出：

{'Aedes': [5, {}], 'Homo': [5, {}], 'Mus': [5, {}]}

问题根源 #

dict.fromkeys的实现逻辑是将传入的默认值对象直接复用给所有键。这里的[0, {}]是一个列表对象，字典中所有键对应的都是这个列表的引用。修改任意一个键对应的列表元素，本质是修改这个共享的列表对象，导致所有键的数值同步变化。

解决方案 #

方案1：修改时拷贝列表 #

每次修改前，先浅拷贝目标键对应的列表，修改拷贝后的列表再重新赋值给原键，避免操作共享对象：

for sample in contaminated_samples:
    for contamination in sample['contamination']:
        print(contamination)
        genus = contamination[0]
        temp = times_genus_contaminated[genus][:]  # 浅拷贝列表
        temp[0] += 1
        times_genus_contaminated[genus] = temp

方案2：从根源避免共享对象（更推荐） #

使用字典推导式初始化字典，为每个键生成独立的列表对象，后续可直接修改元素：

times_genus_contaminated = {genus: [0, {}] for genus in expected_genus}

此时执行原遍历修改代码即可得到正确结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kevin41