Dart中如何无引用复制多维List 解决浅拷贝修改影响原列表问题

问题复现 #

编写的矩阵行列式计算Dart代码如下：

double determinant(List<dynamic> a) {
  print(a);
  int n = a.length;
  List<dynamic> am = a.map((dynamic e) => e).toList();
  for (int fd = 0; fd < n; fd++) {
    for (int i = fd + 1; i < n; i++) {
      if (am[fd][fd] == 0) {
        am[fd][fd] = 1.0e-18;
      }
      var crScaler = am[i][fd] / am[fd][fd];
      for (int j = 0; j < n; j++) {
        am[i][j] -= crScaler * am[fd][j];
      }
    }
  }
  double product = 1.0;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    product *= am[i][i];
  }
  print(a);
  return product;
}

使用如下测试用例调用：

final List<dynamic> a = [
  [2.0, 3.0],
  [1.0, 6.0]
];
determinant(a);

运行后原入参a被意外修改，输出如下：

[[2.0, 3.0], [1.0, 6.0]]
[[2.0, 3.0], [0.0, 4.5]]

原因分析 #

判断完全正确：a.map((dynamic e) => e).toList() 仅实现了第一层浅拷贝：

• 生成的新外层列表am是独立对象
• 但am中存储的每一个子列表（矩阵的每一行），仍然是原入参a中对应子列表的引用
  后续高斯消元过程中修改am子列表内的元素时，本质是直接修改原列表a的内部元素，导致原数据被污染。

解决方案 #

针对二维数值矩阵的场景，只需要在拷贝外层列表的同时，对每一行的子列表也做一次独立复制即可，替换原代码中创建am的行：

// 对每一行子列表单独做复制，实现二维列表的完全独立拷贝
List<dynamic> am = a.map((dynamic row) => List<dynamic>.from(row)).toList();

List.from(row) 会基于当前行的元素生成一个全新的列表对象，和原行没有引用关联，后续修改am的任意元素都不会影响原入参a。
注意：该方法仅适用于子列表元素为数值、字符串等基本类型的二维列表，和当前计算行列式的使用场景完全匹配；如果列表内嵌套了其他自定义引用类型对象，需要对应层级继续执行拷贝逻辑。
修正后重新运行测试用例，函数首尾两次打印的原列表a值完全一致，不会再被修改。
如果需要处理嵌套层级不固定的通用纯数据列表深拷贝，可以通过递归遍历的方式实现，但固定二维结构的矩阵用上述逐行拷贝的方式性能最优，没有额外递归开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者haitham