python - random.shuffle 在用列表乘法制作的列表列表中表现得很奇怪

Question

我的 createIndividual 函数试图获取名为 courses 的列表的列表，然后添加全局列表变量的成员(PEOPLE) 随机给它。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

我多次运行此函数，试图获得大量具有不同结果的副本。但是，每次它都会为每个人的 course 变量创建完全相同的结果。

程序运行的结果不同，但在单次运行中是相同的。

courses 参数的示例值是:

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

最里面的“列表”实际上是 Table() 类，它定义了一个 maximum 值，但在所有其他方面就像列表一样。每个Table的maximum属性为3。

PEOPLE 的列表将是:

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

创建的第一个个人是:

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

创建的第二个个体是:

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

这些以明显的随机性继续进行，但是 individual 中的每个 course 始终与同一 中的其他 course 相同individual，无论我如何更改参数。

Answer 1

这个问题确实需要更多细节才能自信地回答它，但由于存在一个可能产生这种奇怪结果的常见错误(并且因为我无法以任何其他方式重现它)...

我认为问题不在于您的 createIndividual 函数，而在于您提供给它的数据结构。这是我的一些 main 函数，它产生了您预期的随机输出:

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类(class)，这与大多数初学者(和一些教程)认为的不同:

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?.

我猜你的代码中某处，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)

使用别名列表的输出:

[[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] 都指向相同列表，所以会发生两件奇怪的事情。首先，正如您已经注意到的那样，“两个”course 的内容将是相同的。每次更新似乎都将一对相同的 Table 添加到两个不同的列表中，尽管它实际上只是将一个 Table 添加到一个列表中……然后将该列表打印两次。 .. 你可以通过向 createIndividual 添加一个额外的 pprint 来看到这个:

[[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])]]

其次，请注意最后三个“更新”实际上并没有改变什么？当您尝试将 18 个值添加到仅 9 个槽位时，某些应该失败了。不幸的是，maximum 字段可以保护您避免过度填充 Table，同时也可以避免可能早先提示您的错误。来自 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，唯一的)三个 Table 被填充后，它们都处于 maximum 长度，所以 individual code> 或 myPeople 将再次更改。

对比我的 main 中的列表理解版本，它创建了六个不同的 Table 对象，正如您所期望的那样:

[[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])]]