python - 在python中的对象上应用函数

Question

我写了一个人工生命模拟。每个生物都是我定义的“动物”类的一个对象，具有一些属性。我在 Animal 类之外定义了一个函数“reproduce”:

def reproduce(parent):
    child = Animal()
    child.brain.w= parent.brain.w[:]
    child.brain.ix= parent.brain.ix[:]
    child.x,child.y = random.randint(0,width),random.randint(0,height)
    child.age = 0
    child.fitness= 9 + parent.fitness/10 #parent.fitness/2

    mutation = random.choice([0,1,1,1,1,1,1,1,1,2,3,4,5])
    for b in range(mutation):
      child.brain.mutate()
    animals.append(child)

可以看出，每只动物都有一个大脑，它是来自不同类别的对象:我为每只动物定义了 animals[i].brain = Brain()。复制功能中的“变异”部分确保 child 的大脑与 parent 的大脑不同。

但是，问题是当我将此功能应用于列表中的某些动物时， child 确实得到了稍微新的大脑，但 parent 的大脑变得与 child 的新大脑相同。当我使用 reproduce(copy.deepcopy(animals[i])) 而不是 reproduce(animals[i]) 时，这不会发生。这是什么原因？

谢谢!

Answer 1

另一个基于@Armin 评论的尝试。这确实展示了相关的深层复制行为:

import random

width = 5
height = 5

class Brain(object):

    def __init__(self):
        self.w = [[1]]
        self.ix = [[1]]

    def mutate(self):
        self.w[0].append(1)

class Animal(object):

    def __init__(self):
        self.brain = Brain()
        self.x = random.randint(0, width)
        self.y = random.randint(0, height)
        self.age = 0
        self.fitness = 10

def reproduce(parent):
    child = Animal()
    child.brain.w= parent.brain.w[:]
    child.brain.ix= parent.brain.ix[:]
    child.x,child.y = random.randint(0,width),random.randint(0,height)
    child.age = 0
    child.fitness= 9 + parent.fitness/10 #parent.fitness/2

    mutation = random.choice([0,1,1,1,1,1,1,1,1,2,3,4,5])
    for b in range(mutation):
      child.brain.mutate()
    animals.append(child)

animals = []
parent = Animal()

animals.append(parent)
print parent.brain.w
#reproduce(parent)
import copy
reproduce(copy.deepcopy(parent))

for each in animals:
    print each.brain.w

这里的解决方法是不要将状态值存储在您在对象之间复制的可变类型中；在本例中是一个列表，但它可以是任何可变对象。

编辑:您在原始代码中所做的是将 parent.brain.w 的内容复制到 child.brain.w 中。 Python 具有分配给原始对象的属性，而不是对象或内容的副本(除非您使用 copy 模块)。 The docs盖好这个。简而言之，这意味着以下内容为真:

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> b = a
>>> b.append(6)
>>> b
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> a is b
True

也就是说，a和b都是同一个列表。那不是你在做什么；你正在将一个列表复制到一个对象中，但这是等价的:

>>> a = [[1, 2, 3]]
>>> b = []
>>> b = a[:] # What you are doing
>>> b is a
False
>>> b[0] is a[0]
True
>>> b[0].append(4)
>>> b[0]
[1, 2, 3, 4]
>>> a[0]
[1, 2, 3, 4]

如果您的类型不是可变的，那么当您修改它时，会创建一个新对象。例如，考虑一个有点等价的元组列表(它们是不可变的):

>>> a = [(1, 2, 3)]
>>> b = []
>>> b = a[:]
>>> b is a
False
>>> b[0] is a[0] # Initially the objects are the same
True
>>> b[0] += (4,) # Now a new object is created and overwrites b[0]
>>> b[0] is a[0]
False
>>> b[0]
(1, 2, 3, 4)
>>> a[0]
(1, 2, 3)