Python 逻辑陷阱「变化中的列表」

AI悦创原创大约 7 分钟...约 2156 字

1. 问题

你好，我是悦创。

我们先来阅读下面的代码：

def remove_all(L, x):
    assert type(L) is list and x is not None
    for i in L:
        if i == x:
            print(f"i: {i}-L: {L}")
            L.remove(i)
        else:
            print(f"i: {i}-L: {L}")
            # pass
    return L


print(remove_all([9, 9, 1, 9, 8, 1], 9))

上面的代码无法得到正确结果：

i: 9-L: [9, 9, 1, 9, 8, 1]
i: 1-L: [9, 1, 9, 8, 1]
i: 9-L: [9, 1, 9, 8, 1]
i: 1-L: [1, 9, 8, 1]
[1, 9, 8, 1]

问题

为什么无法正确得到把数字 9 剔除之后的结果？

2. 分析

按正常逻辑：

遍历一边目标列表，并判断是否是 x，并使用 remove 提出，这个整体思路是对的。但是在具体实施的时候，需要注意的是：

我们没有把列表进行 copy，所以是直接修改列表本身。
因为我们是直接修改列表本身，所以列表的长度是一直在变化的。
所以我们逐步分析其中过程，在分析我们需要查看三个参数变化：L、remove()、i

所以，修改代码如下：

def remove_all(L, x):
    print(f"L 原始的数据为: {L}")
    for i in L:
        print(f"i 每次的值: {i}")
        if i == x:
            L.remove(i)
            print(f"L 删除 x 之后的列表数据: {L}")
        else:
            print(f"L 本次没有删除: {L}")
    print(f"L 最终的数据为: {L}")


remove_all([9, 99, 1, 9, 8, 1], 9)

3. 分析结论「详细分析」

在执行 remove_all([9, 99, 1, 9, 8, 1], 9) 时：

初始列表为 [9, 99, 1, 9, 8, 1]。
第一次循环时，i 的值为列表的第一个元素 9。因为 i == 9，函数将删除这个元素。此时列表变为 [99, 1, 9, 8, 1]。
第二次循环时，由于第一个元素 9 被删除，所有后续元素向左移动一位。但是循环的索引也向前移动到了第二个元素，这时的第二个元素是原始列表的第三个元素 1。所以，i 的值变成了 1 而不是 99。「这也是跳过 99 的原因」
第三次循环时，i 的值为 9（这是原始列表的第四个元素，但现在是新列表的第三个元素）。因为 i == 9，函数将删除这个元素。此时列表变为 [99, 1, 8, 1]。
接下来的循环将不再遇到值为 9 的元素，因为所有的 9 已被删除。「后续跳过 8 也是这个原因」

4. 解决方法

因为产生的原因，是列表改变引起的，本身整体逻辑是没有问题的，所以只要保证被循环的列表不会被改变即可。
使用 copy 函数，copy 一个列表就可以解决了。

5. 列表深浅拷贝

5.1 现存问题

问题

现在所存在的问题：单纯的修改 y 会影响 x 的值

x = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y = x
print("x 原本的值: {}".format(x))
print("y 原本的值: {}".format(y))
# 修改 y
y[0] = "cava"
print("x 现在的值: {}".format(x))
print("y 现在的值: {}".format(y))

# ---output---
x 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
x 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6]
y 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6]

5.2 浅拷贝 copy()

x = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y = x.copy()
print("x 原本的值: {}".format(x))
print("y 原本的值: {}".format(y))
# 修改 y
y[0] = "cava"
print("x 现在的值: {}".format(x))
print("y 现在的值: {}".format(y))

# ---output---
x 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
x 现在的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6]

为什么说它是浅拷贝呢？——因为，当列表出现嵌套的时候，就无能为力了。

x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, ["rxx", "nb", "good"]]
y = x.copy()
print("x 原本的值: {}".format(x))
print("y 原本的值: {}".format(y))
# 修改 y
y[0] = "cava"
y[6][1] = "Python"
print("x 现在的值: {}".format(x))
print("y 现在的值: {}".format(y))

# ---output---
x 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
y 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
x 现在的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'Python', 'good']]
y 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'Python', 'good']]

因为，上面的 copy 只 copy 了第一层列表，嵌套的列表或者其他就没有完全拷贝了。

如何解决呢？

5.3 深拷贝 deepcopy()

from copy import deepcopy
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, ["rxx", "nb", "good"]]
y = deepcopy(x)
print("x 原本的值: {}".format(x))
print("y 原本的值: {}".format(y))
# 修改 y
y[0] = "cava"
y[6][1] = "Python"
print("x 现在的值: {}".format(x))
print("y 现在的值: {}".format(y))

# ---output---
x 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
y 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
x 现在的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
y 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'Python', 'good']]

5.4 code

x = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y = x
print("x 原本的值: {}".format(x))
print("y 原本的值: {}".format(y))
# 修改 y
y[0] = "cava"
print("x 现在的值: {}".format(x))
print("y 现在的值: {}".format(y))
# 现在所存在的问题：单纯的修改 y 会影响 x 的值
# 如何解决问题？——copy()
print("-*-" * 8)
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y = x.copy()
print("x 原本的值: {}".format(x))
print("y 原本的值: {}".format(y))
# 修改 y
y[0] = "cava"
print("x 现在的值: {}".format(x))
print("y 现在的值: {}".format(y))
print("-*-" * 8)
# 当列表里面出现嵌套的时候，copy 只能 copy 第一层
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, ["rxx", "nb", "good"]]
y = x.copy()
print("x 原本的值: {}".format(x))
print("y 原本的值: {}".format(y))
# 修改 y
y[0] = "cava"
y[6][1] = "Python"
print("x 现在的值: {}".format(x))
print("y 现在的值: {}".format(y))
print("-*-" * 8)
from copy import deepcopy
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, ["rxx", "nb", "good"]]
y = deepcopy(x)
print("x 原本的值: {}".format(x))
print("y 原本的值: {}".format(y))
# 修改 y
y[0] = "cava"
y[6][1] = "Python"
print("x 现在的值: {}".format(x))
print("y 现在的值: {}".format(y))


# ---output---
x 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
x 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6]
y 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6]
-*--*--*--*--*--*--*--*-
x 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
x 现在的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6]
-*--*--*--*--*--*--*--*-
x 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
y 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
x 现在的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'Python', 'good']]
y 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'Python', 'good']]
-*--*--*--*--*--*--*--*-
x 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
y 原本的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
x 现在的值: [1, 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'nb', 'good']]
y 现在的值: ['cava', 2, 3, 4, 5, 6, ['rxx', 'Python', 'good']]

6. 解决上面的问题代码

下面的两种方法都是在修改原本的列表 L

code1

def remove_all(L, x):
    new_l = L.copy()
    for i in new_l:
        if i == x:
            L.remove(i)
    return L

print(remove_all([9, 9, 1, 9, 8, 1], 9))

code2

from copy import deepcopy
def remove_all(L, x):
    new_l = deepcopy(L)
    for i in new_l:
        if i == x:
            L.remove(i)
    return L

print(remove_all([9, 9, 1, 9, 8, 1], 9))

如何不修改原本的列表实现呢？

code1

def remove_all(L, x):
    new_l = L.copy()
    for i in L:
        if i == x:
            new_l.remove(i)
    return new_l

print(remove_all([9, 9, 1, 9, 8, 1], 9))

code2

from copy import deepcopy
def remove_all(L, x):
    new_l = deepcopy(L)
    for i in L:
        if i == x:
            new_l.remove(i)
    return new_l

print(remove_all([9, 9, 1, 9, 8, 1], 9))

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