test_list_initializatin.py

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# そのまま対話モード >>> に
# コピペで実行できます。
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# 再帰的に identity を表示する関数
#   Effective Python item 26 を参考にしました。
#   http://bit.ly/2HgJAyr
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def ids(identifier):
    # list
    if isinstance(identifier, list):
        iterator = enumerate(identifier)
    # dict
    elif isinstance(identifier, dict):
        iterator = identifier.items()
    # object mutable
    elif hasattr(identifier, '__dict__'):
        iterator = identifier.__dict__.items()
    # object immutable
    else:
        return id(identifier)
    return id(identifier),\
        {attribute: ids(value) for attribute, value in iterator}

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# サンプルクラス
#    常に Obj() == Obj() となるクラスです。
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class Obj:
    def __eq__(self, other):
        return type(self) is type(other)
    def __repr__(self):
        return 'Obj()'


    
    
    

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# なぜ [[Obj()]*3]*3 掛け算に夜リストの初期化が問題か示します。
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# NG:
#     [[Obj() * 3]] * 3
# OK:
#     [[Obj() for i in range(3)] for j in range(3)]
#



# arr1 と arr2 は、ぱっと見て同じに見えます。
arr1 = [[None] * 3] * 3
arr2 = [[None for i in range(3)] for j in range(3)]
assert arr1 == [
    [None, None, None],
    [None, None, None],
    [None, None, None]
]
assert arr2 == [
    [None, None, None],
    [None, None, None],
    [None, None, None]
]

# しかし、操作をしてみるとなにやら違います...
arr1[2][2] = 1
arr2[2][2] = 1
assert arr1 == [
    [None, None, 1],
    [None, None, 1],
    [None, None, 1]
]
assert arr2 == [
    [None, None, None],
    [None, None, None],
    [None, None, 1]
]

# なぜこのようなことが起こったのでしょうか？
# それは
#   arr1 には 3 つの要素に同じリストへの参照が入っていたからです。反面、
#   arr2 には 3 つの要素に別のリストへの参照が入っていたからです。
assert arr1[0] is     arr1[1] is     arr1[2]
assert arr2[0] is not arr2[1] is not arr2[2]


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# ポイント
#   1) 掛け算を使うと
#     オブジェクトへの参照を追加します。
#   2) リスト内包表記を使うと
#     新しいオブジェクトを生成します。
#

# arr3 と arr4 は、ぱっと見て同じに見えます。
arr3 = [[Obj()] * 3] * 3
arr4 = [[Obj() for i in range(3)] for j in range(3)]
assert arr3 == [
    [Obj(), Obj(), Obj()],
    [Obj(), Obj(), Obj()],
    [Obj(), Obj(), Obj()],
]
assert arr4 == [
    [Obj(), Obj(), Obj()],
    [Obj(), Obj(), Obj()],
    [Obj(), Obj(), Obj()],
]

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# しかし identity を表示してみると
# その構成が違うことがわかります。
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import pprint
pprint.pprint(ids(arr3))
pprint.pprint(ids(arr4))

# >>> pprint.pprint(ids(arr3))
# (4387410568,
#  {0: (4387493896,  <--- 同じ identity
#       {0: (4387582920, {}), 1: (4387582920, {}), 2: (4387582920, {})}),
#   1: (4387493896,  <--- 同じ identity
#       {0: (4387582920, {}), 1: (4387582920, {}), 2: (4387582920, {})}),
#   2: (4387493896,  <--- 同じ identity
#       {0: (4387582920, {}), 1: (4387582920, {}), 2: (4387582920, {})})})
# >>> pprint.pprint(ids(arr4))
# (4387493960,
#  {0: (4387484360,  <--- 異なる identity
#       {0: (4387540720, {}), 1: (4387582696, {}), 2: (4387582808, {})}),
#   1: (4387570760,  <--- 異なる identity
#       {0: (4387582864, {}), 1: (4387583032, {}), 2: (4387583088, {})}),
#   2: (4387571528,  <--- 異なる identity
#       {0: (4387583144, {}), 1: (4387583200, {}), 2: (4387583256, {})})})
# >>>