Append不停地追加同一项，不追加正确的项，Python

Question

这是我导入的内容：

import random
import matplotlib.pyplot as plt
from math import log, e, ceil, floor
import numpy as np
from numpy import arange,array
import pdb
from random import randint

这里我定义了函数矩阵（p，m）

def matrix(p,m):            # A matrix with zeros everywhere, except in every entry in the middle of the row
    v = [0]*m
    v[(m+1)/2 - 1] = 1
    vv = array([v,]*p)
    return vv

ct = np.zeros(5)            # Here, I choose 5 cause I wanted to work with an example, but should be p in general  

这里我定义了MHops，它基本上取矩阵，矩阵和向量ct的维数，并给出了一个新的矩阵mm和一个新的向量ct

def MHops(p,m,mm,ct):

k = 0
while k < p :                 # This 'spans' the rows
    i = 0
    while i < m :             # This 'spans' the columns
        if mm[k][i] == 0 :
            i+=1
        else:
            R = random.random()
            t = -log(1-R,e)              # Calculate time of the hopping
            ct[k] =  ct[k] + t
            r = random.random()
            if  0 <= r < 0.5 :              # particle hops right
                if 0 <= i < m-1:
                    mm[k][i] = 0
                    mm[k][i+1] = 1
                    break
                else: 
                    break           # Because it is at the boundary
            else:                            # particle hops left 
                if 0 < i <=m-1:    
                    mm[k][i] = 0
                    mm[k][i-1] = 1
                    break
                else:              # Because it is at the boundary
                    break
            break
    k+=1    
return (mm,ct)               # Gives me the new matrix showing the new position of the particles and a new vector of times, showing the times taken by each particle to hop

现在我想做的是迭代这个过程，但是我想能够可视化列表中的每一步。简而言之，我要做的是： 1创建表示晶格的矩阵，其中0表示该槽中没有粒子，1表示该槽中有粒子。 2创建一个函数MHops，它模拟一步的随机游走，给我一个新的矩阵和一个向量ct，它显示粒子移动的时间。你知道吗

现在我想要一个向量或数组，其中有2*n个对象，即矩阵mm和向量ct，用于n次迭代。我想在一个数组，列表或类似的东西，因为我需要稍后使用它们。你知道吗

我的问题开始了：

我创建一个空列表，在while循环的每次迭代中使用append来追加项。然而，我得到的结果是一个列表d，其中n个相等的对象来自上一次迭代！

因此，我的迭代函数如下：

def rep_MHops(n,p,m,mm,ct):
    mat = mm
    cct = ct
    d = []
    i = 0
    while i < n :
        y = MHops(p,m,mat,cct)       # Calculate the hop, so y is a tuple y = (mm,ct)
        mat = y[0]                 # I reset mat and cct so that for the next iteration, I go further
        cct = y[1]
        d.append(mat)
        d.append(cct)
        i+=1
    return d


z = rep_MHops(3,5,5,matrix(5,5),ct)      #If you check this, it doesn't work
print z

但是它不起作用，我不明白为什么。我所做的是使用MHops，然后我想把新的矩阵和向量设置为MHops输出中的矩阵和向量，然后再做一次。但是如果你运行这段代码，你会看到v起作用，也就是说，时间向量增加，晶格矩阵改变，但是当我把它加到d上，d基本上是n个相等对象的列表，其中对象是最后一次迭代。你知道吗

我犯了什么错？ 此外，如果您对此代码有任何编码建议，他们将非常欢迎，我不确定这是一种有效的方法。你知道吗

为了更好地理解，我想在另一个函数中使用最终向量d，首先我选择一个随机时间T，然后我基本上检查每个奇数项（每个ct），然后检查每个ct的每个条目，看看这些数字是否小于或等于T。如果发生这种情况，然后粒子的运动发生了，否则就没有了。 从这之后，我将尝试用matpotlibt可视化结果与直方图或类似的东西。你知道吗

有人知道如何在matlab中运行这种模拟吗？你觉得这样容易些吗？你知道吗

Answer 1

You're passing and storing by references not copies, so on the next iteration of your loop MHops alters your previously stored version in d. Use import copy; d.append(copy.deepcopy(mat)) to instead store a copy which won't be altered later.

为什么？你知道吗

Python通过引用传递列表，并且每个循环都存储对d中相同的矩阵对象的引用

我浏览了python文档，唯一能提到的是 "how do i write a function with output parameters (call by reference)"。你知道吗

下面是一个简单的代码示例：

def rep_MHops(mat_init):
    mat = mat_init
    d = []
    for i in range(5):
        mat = MHops(mat)
        d.append(mat)
    return d


def MHops(mat):
    mat[0] += 1
    return mat

mat_init = [10]
z = rep_MHops(mat_init)
print(z)

当运行时：

[[15], [15], [15], [15], [15]]

Python只通过引用传递可变对象（如列表）。整数不是可变对象，下面是上面示例的一个稍加修改的版本，它对单个整数进行操作：

def rep_MHops_simple(mat_init):
    mat = mat_init
    d = []
    for i in range(5):
        mat = MHops_simple(mat)
        d.append(mat)
    return d


def MHops_simple(mat):
    mat += 1
    return mat

z = rep_MHops_simple(mat_init=10)
print(z)

当运行时：

[11, 12, 13, 14, 15]

这是你所期待的行为。你知道吗

这个答案How do I pass a variable by reference?解释得很好。你知道吗