LeetCode 78子集问题Python代码append操作异常排查

错误复现 #

原实现代码如下，输入长度为1的数组（如[1]）时输出符合预期，输入长度大于1的数组时，sol.append(temp[i])未正确追加当前值，反而导致sol中已存储的原有元素被意外修改：

def solution(arr):
    sol=[[]]
    temp=[[]]
    for num in arr:
        for i in range(len(temp)):
            temp[i].append(num)
            sol.append(temp[i])          
        temp=sol.copy()
    return sol

问题根因 #

异常由Python列表的引用机制+两个逻辑错误共同导致：

• 浅拷贝未复制嵌套子列表：temp=sol.copy()执行的是浅拷贝，仅会创建新的顶层列表对象，列表内存储的所有子列表（即各个子集）和原sol中的子列表指向同一个内存地址。后续修改temp[i]时，sol中存储的对应子列表因为是同一个对象，会被同步修改，这就是原有元素被意外篡改的直接原因。
• 原地修改旧子集而非生成新子集：遍历到新数字时，正确逻辑应该是基于上一轮的旧子集，生成「旧子集+当前数字」的全新列表对象，但代码直接对temp[i]调用append(num)，属于原地修改已经存入结果的旧子集，根本没有生成新的子集。

输入长度为1的数组时结果看似正常，是因为第一轮循环结束后才第一次执行temp拷贝，还未触发后续轮次的引用共用问题；一旦数组长度超过1进入第二轮循环，引用篡改的问题就会直接暴露。例如输入[1,2]时，第二轮处理数字2，执行temp[0].append(2)时，sol中最初存储的空列表会被同步改成[2]，直接破坏之前的计算结果。

修正后实现 #

核心调整为：每轮遍历新数字时，基于已有子集复制生成全新的列表对象，全程不修改已经存入结果集的子集，代码如下：

def solution(arr):
    sol = [[]]
    for num in arr:
        new_subsets = []
        # 遍历当前已生成的所有子集
        for subset in sol:
            # 复制原子集，拼接当前数字得到全新子集，不修改原有对象
            new_sub = subset.copy()
            new_sub.append(num)
            new_subsets.append(new_sub)
        # 将本轮新生成的子集全部追加到结果集
        sol.extend(new_subsets)
    return sol

也可以用列表切片subset[:]替代subset.copy()，效果完全一致，写法更简洁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rishi Preetham Karpurapu