Python二维列表生成异常：为何所有子列表均为最后学生的考试信息

存在元组列表exams_to_students，每个元组如(2,11)表示学生11需参加考试2。需生成二维列表，其中第i个子列表对应学生i的考试ID集合。

编写Python代码后，最终输出的二维列表中所有子列表均为最后一位学生的考试信息，但在examsEachStudentsIsDoing.append(exams)前添加打印语句，显示中间结果是正确的。

原代码 #

examsEachStudentsIsDoing = []
exams = []
number_of_students = 14
exams_to_students =  [(0, 1), (0, 4), (0, 5), (0, 3), (0, 10), (0, 13), (0, 9), (0, 11), (0, 12), (0, 2), (0, 7), (0, 6), (1, 7), (2, 7), (2, 5), (2, 0), (2, 11), (2, 13), (3, 4), (4, 6), (4, 8)]
    
for i in range(0,number_of_students):
    exams.clear()
    for j in range(0,len(exams_to_students)):
        if (exams_to_students[j][1]==i):
            exams.append(exams_to_students[j][0])
    examsEachStudentsIsDoing.append(exams)

print(examsEachStudentsIsDoing)

打印的中间结果 #

[2]
[0]
[0]
[0]
[0, 3]
[0, 2]
[0, 4]
[0, 1, 2]
[4]
[0]
[0]
[0, 2]
[0]
[0, 2]
[[0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2], [0, 2]]

原因分析 #

问题出在Python里的列表是可变对象：你只创建了一个exams列表，每次循环调用exams.clear()只是清空这个列表的元素，并没有生成新的列表。当你执行examsEachStudentsIsDoing.append(exams)时，添加的不是当前exams的副本，而是指向这个唯一列表的引用。

循环过程中，每次修改的都是同一个exams：清空后加入当前学生的考试ID，再把这个列表的引用塞进二维列表。等循环到最后一位学生时，exams被改成了最后一位的考试信息，而二维列表里所有元素都是指向这个列表的引用，所以最后打印时，所有子列表全是最后一次修改的结果。

中间打印结果正确是因为，每次append之前exams刚好被更新成当前学生的信息，此时打印的是它的当前状态，但后续循环会继续修改同一个列表。

修正方法 #

不要复用同一个exams列表，而是在每次循环中创建新的列表：

方法1：循环内新建列表 #

examsEachStudentsIsDoing = []
number_of_students = 14
exams_to_students =  [(0, 1), (0, 4), (0, 5), (0, 3), (0, 10), (0, 13), (0, 9), (0, 11), (0, 12), (0, 2), (0, 7), (0, 6), (1, 7), (2, 7), (2, 5), (2, 0), (2, 11), (2, 13), (3, 4), (4, 6), (4, 8)]
    
for i in range(number_of_students):
    exams = []  # 每次循环新建一个独立列表
    for exam_id, student_id in exams_to_students:
        if student_id == i:
            exams.append(exam_id)
    examsEachStudentsIsDoing.append(exams)

print(examsEachStudentsIsDoing)

方法2：用列表推导式简化 #

number_of_students = 14
exams_to_students =  [(0, 1), (0, 4), (0, 5), (0, 3), (0, 10), (0, 13), (0, 9), (0, 11), (0, 12), (0, 2), (0, 7), (0, 6), (1, 7), (2, 7), (2, 5), (2, 0), (2, 11), (2, 13), (3, 4), (4, 6), (4, 8)]

examsEachStudentsIsDoing = [
    [exam_id for exam_id, student_id in exams_to_students if student_id == i]
    for i in range(number_of_students)
]

print(examsEachStudentsIsDoing)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SomethingNormal123