如何提取Python二维列表中同引用可变子列表的分组索引

问题背景 #

• Python中的列表是可变数据类型，当二维列表内存在多个位置引用同一可变子列表对象时，修改任意一个位置的子列表内容会同步反映到所有同引用位置。
• 测试场景构造逻辑：
  1. 首先创建包含9个独立子列表的二维列表lst，初始状态下每个子列表调用id()返回的标识互不相同，修改单个子列表内容不会影响其他子列表。
  2. 通过random.sample(range(9), 9)生成乱序索引序列indcs，调用自定义mutables函数处理lst：遍历传入的索引序列，依次将后一个索引位置的子列表引用指向当前索引位置的子列表，同时将当前子列表存储的数值加1。
  3. 分三段处理完所有索引后，lst内形成3组、每组3个指向同一子列表对象的分组。此时lst内仅存在3个不同的子列表id，同组子列表id完全一致；修改组内任意子列表存储的整数值，同组所有位置的取值会同步更新，且子列表id不会随内部整数值的修改发生变化。

核心问题 #

在不依赖原始索引变量indcs、也不参考初始分组切片规则的前提下，如何仅基于lst本身的特性提取每个同引用分组对应的下标集合（如示例中的(2,4,8)、(0,5,7)、(1,3,6)）？已知可通过id()获取对象的唯一标识，但现有通过id反查对象的方法仅能返回对象值，无法获取列表中所有引用该对象的位置索引，是否存在合理的实现路径？

实现方案 #

不需要做id反查对象的操作，直接遍历列表枚举下标和对应子列表，以子列表的id作为分组键归集下标即可，实现逻辑如下：

from collections import defaultdict

def extract_ref_groups(two_dim_lst):
    group_map = defaultdict(list)
    for index, sub_lst in enumerate(two_dim_lst):
        group_map[id(sub_lst)].append(index)
    return [tuple(indexes) for indexes in group_map.values()]

方案说明 #

• 该实现完全依赖输入的二维列表本身，不需要任何构造列表时的中间变量，符合问题约束
• Python中同引用的对象id()返回值全局唯一，且可变对象内部值修改不会改变自身id，分组结果不会受子列表内容修改的影响
• 整体时间复杂度为O(n)（n为二维列表一级元素个数），无额外性能损耗

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