Python使用numpy数组类型附加类属性

Question

我想调用一个类属性并将其附加到列表中。这是一个简单的脚本:

class class_1():
    def __init__(self):
        self.x = np.array([0, 0])

    def update(self):
        self.x += 1
        return self.x

cl_1 = class_1()
a = []
for i in range(3):
    y = cl_1.update()
    print(y)
    a.append(y)
print(a)  
# output:
[1 1]
[2 2]
[3 3]
[array([3, 3]), array([3, 3]), array([3, 3])]

但我预计[array([1, 1]), array([2, 2]), array([3, 3])]作为列表 a 的最终值。我检查了一下python数字没有问题:

class class_2():
    def __init__(self):
        self.x = 0

    def update(self):
        self.x += 1
        return self.x

cl_2 = class_2()
a = []
for i in range(3):
    y = cl_2.update()
    print(y)
    a.append(y)
print(a)
#output
1
2
3
[1, 2, 3]     

Answer 1

与 Python 整数不同，numpy 数组确实允许就地修改。对于不可变的 Python 整数，x += 1 和 x = x + 1 具有相同的结果。在这两种情况下，x 都会反弹到新整数对象。

当您对 numpy 数组执行 self.x += 1 时，您不会更改 self.x 指向的引用。不会分配新数组，而是增加现有数组内部缓冲区中的每个元素。请注意，分配仍然会发生，但引用与之前相同。

要在这种情况下模拟整数的行为，请显式写出您想要的操作:

self.x = self.x + 1

在本例中，self.x + 1 是一个全新的数组，然后可以将其作为整数重新分配给 self.x。

当涉及到如何修复代码时，您有两种选择:

1. 如果您同意每次创建一个新数组并丢弃以前的数组，请更改 update 方法，如上所示。在某些方面，这个解决方案是最干净的，因为它最大限度地减少了对外部引用的影响。同时，您可能不想每次都创建新副本。

2. 如果您想在大多数情况下避免创建不必要的副本(或至少控制何时制作副本)，请使用 @DYZ's suggestion 。而不是 a.append(y)，而是

   a.append(y.copy())
   

   或者立即制作副本:

   y = cl_2.update().copy()
   

TL;DR

最常见的初学者陷阱之一就发生在这里:从对同一可变对象的引用创建一个列表，然后改变该对象。正如预期的那样，所有引用都将以对象的最后一个值结束。