随机。随机在用列表乘法生成的列表中行为奇怪吗

Question

我的createIndividual函数试图获取一个名为courses的列表列表，然后随机向其中添加一个全局列表变量（PEOPLE）的成员。代码是：

def createIndividual(courses):
    # Courses is equal to an individual, but
    # without people
    individual = courses.copy()
    for course in individual:
        myPeople = PEOPLE.copy()
        random.shuffle(myPeople)
        for table in course:
            while len(table) < table.maximum:
                table.append(myPeople.pop())
    return individual

我运行了很多次这个函数，试图得到很多不同结果的拷贝。然而，每次它都为每个个体内的course变量创建了完全相同的结果。你知道吗

程序运行期间的结果不同，但在一次运行期间是相同的。你知道吗

courses参数的示例值为：

[[[], [], []],
 [[], [], []]]

最里面的“列表”实际上是Table()类，它们定义了一个maximum值，但在其他方面都像列表。每个Table的maximum属性是3。你知道吗

PEOPLE的列表是：

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

创建的第一个individual是：

[[[4, 3, 8], [5, 9, 2], [1, 6, 7]],
 [[4, 3, 8], [5, 9, 2], [1, 6, 7]]]

创建的第二个individual是：

[[[9, 8, 3], [7, 2, 1], [6, 5, 4]],
 [[9, 8, 3], [7, 2, 1], [6, 5, 4]]]

这些继续以明显的随机性进行，但是individual中的每个course始终与相同individual中的其他course相同，无论我如何更改参数。你知道吗

Answer 1

您必须使用deepcopy，因为您的列表存储另一个列表，而且您还必须复制它们。寻找例子：http://www.python-course.eu/deep_copy.php

Answer 2

这个问题确实需要更多的细节来自信地回答，但由于有一个常见的错误可能会产生这种奇怪的结果（而且由于我无法以任何其他方式重现它）。。。你知道吗

我认为问题不在createIndividual函数中，而是在为它提供数据结构中。下面是我的main函数的一部分，它精确地生成了您期望的随机输出：

from pprint import pprint
# pprint is essential for pretty-printing deeply nested data.

class Table(object):
    ...
    # Guesswork on my part, plus a custom __str__ and __repr__.

def main():
    # This creates a list of two lists-of-three-Tables.
    distinct_courses = [[Table() for __ in range(3)] for __ in range(2)]

    filled_courses = createIndividual(distinct_courses)
    pprint(filled_courses)

输出：

[[Table([1, 2, 3]), Table([5, 8, 6]), Table([7, 4, 9])],
 [Table([7, 5, 3]), Table([2, 6, 8]), Table([9, 1, 4])]]

为了重现您的问题，我必须使用列表乘法语法创建courses，这并不像大多数初学者（和一些教程）认为的那样：

4.6.1. Common Sequence Operations

[table omitted]

Notes:

2. [...] Note that items in the sequence s are not copied; they are referenced multiple times. This often haunts new Python programmers; [...]

Further explanation is available in the FAQ entry How do I create a multidimensional list?.

我猜在你的代码里，你做了这样的事情：

def bogus_main():
    # This creates a single lists-of-three-Tables...
    course = [Table() for __ in range(3)]
    # ...then creates a list of two references to the _same_ list.
    aliased_courses = [course] * 2

    filled_courses = createIndividual(aliased_courses)
    pprint(filled_courses)

使用别名列表输出：

[[Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])],
 [Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])]]

因为courses[0]和courses[1]都指向相同的列表，所以发生了两件奇怪的事情。首先，“两个”course的内容将是相同的，正如您已经注意到的。每次更新似乎都会将一对相同的Table添加到两个不同的列表中，尽管实际上只是将一个Table添加到一个列表中。。。然后打印两次。。。您可以通过向createIndividual添加额外的pprint来看到这一点：

[[Table([]), Table([]), Table([])],
 [Table([]), Table([]), Table([])]]

[[Table([7, 9, 2]), Table([]), Table([])],
 [Table([7, 9, 2]), Table([]), Table([])]]

[[Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([])],
 [Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([])]]

[[Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])],
 [Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])]]

[[Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])],
 [Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])]]

[[Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])],
 [Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])]]

[[Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])],
 [Table([7, 9, 2]), Table([8, 6, 1]), Table([5, 3, 4])]]

第二，注意最后三个“更新”实际上并没有改变什么？当您尝试仅向9个插槽添加18个值时，某些应该失败。不幸的是，maximum字段可以保护您避免过度填充Table也可以避免出现可能会提前提示您的错误。从createIndividual：

for table in course:
    while len(table) < table.maximum:
        # Once the "first" aliased course list is full, this will
        # never pop another person, because there's no place to
        # store them.
        table.append(myPeople.pop())
    print(len(myPeople))  # My addition.
    # Prints 6, 3, and 0 during the first `course`, then prints
    # 9, 9, and 9... myPeople never changes the second time through.

在“第一个”（实际上是唯一的）三个Table被填满之后，它们的长度都是maximum，因此individual或myPeople都不会再改变。你知道吗

对比一下我的main中的列表理解版本，它创建了六个不同的Table对象，如您所料：

[[Table([]), Table([]), Table([])],
 [Table([]), Table([]), Table([])]]

[[Table([1, 2, 3]), Table([]), Table([])],
 [Table([]), Table([]), Table([])]]

[[Table([1, 2, 3]), Table([5, 8, 6]), Table([])],
 [Table([]), Table([]), Table([])]]

[[Table([1, 2, 3]), Table([5, 8, 6]), Table([7, 4, 9])],
 [Table([]), Table([]), Table([])]]

[[Table([1, 2, 3]), Table([5, 8, 6]), Table([7, 4, 9])],
 [Table([7, 5, 3]), Table([]), Table([])]]

[[Table([1, 2, 3]), Table([5, 8, 6]), Table([7, 4, 9])],
 [Table([7, 5, 3]), Table([2, 6, 8]), Table([])]]

[[Table([1, 2, 3]), Table([5, 8, 6]), Table([7, 4, 9])],
 [Table([7, 5, 3]), Table([2, 6, 8]), Table([9, 1, 4])]]