Python 序列构成的数组(对序列使用+和_)

对序列使用+和*

Python 程序员会默认序列是支持 + 和 * 操作的。通常 + 号两侧的序列由
相同类型的数据所构成，在拼接的过程中，两个被操作的序列都不会被
修改，Python 会新建一个包含同样类型数据的序列来作为拼接的结果。

如果想要把一个序列复制几份然后再拼接起来，更快捷的做法是把这个
序列乘以一个整数。同样，这个操作会产生一个新序列：

>>> l = [1, 2, 3]
>>> l * 5
[1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
>>> 5 * 'abcd'
'abcdabcdabcdabcdabcd'

+ 和 * 都遵循这个规律，不修改原有的操作对象，而是构建一个全新的
序列。
如果在 a * n 这个语句中，序列 a 里的元素是对其他可变
对象的引用的话，你就需要格外注意了，因为这个式子的结果可能
会出乎意料。比如，你想用 my_list = [[]] * 3 来初始化一个
由列表组成的列表，但是你得到的列表里包含的 3 个元素其实是 3
个引用，而且这 3 个引用指向的都是同一个列表。这可能不是你想
要的效果。

建立由列表组成的列表
有时我们会需要初始化一个嵌套着几个列表的列表，譬如一个列表可能
需要用来存放不同的学生名单，或者是一个井字游戏板 上的一行方
块。想要达成这些目的，最好的选择是使用列表推导，见示例 2-12。
示例 2-12　一个包含 3 个列表的列表，嵌套的 3 个列表各自有 3 个
元素来代表井字游戏的一行方块

>>> board = [['_'] * 3 for i in range(3)] ➊
>>> board
[['_', '_', '_'], ['_', '_', '_'], ['_', '_', '_']]
>>> board[1][2] = 'X' ➋
>>> board
[['_', '_', '_'], ['_', '_', 'X'], ['_', '_', '_']]

➊ 建立一个包含 3 个列表的列表，被包含的 3 个列表各自有 3 个元
素。打印出这个嵌套列表。
➋ 把第 1 行第 2 列的元素标记为 X，再打印出这个列表。
示例 2-13 展示了另一个方法，这个方法看上去是个诱人的捷径，但实
际上它是错的。

示例 2-13　含有 3 个指向同一对象的引用的列表是毫无用处的

>>> weird_board = [['_'] * 3] * 3 ➊
>>> weird_board
[['_', '_', '_'], ['_', '_', '_'], ['_', '_', '_']]
>>> weird_board[1][2] = 'O' ➋
>>> weird_board
[['_', '_', 'O'], ['_', '_', 'O'], ['_', '_', 'O']]

➊ 外面的列表其实包含 3 个指向同一个列表的引用。当我们不做修改
的时候，看起来都还好。
➋ 一旦我们试图标记第 1 行第 2 列的元素，就立马暴露了列表内的 3
个引用指向同一个对象的事实。

示例 2-13 犯的错误本质上跟下面的代码犯的错误一样：

row=['_'] * 3
board = []
for i in range(3):
  board.append(row) ➊

➊ 追加同一个行对象（row）3 次到游戏板（board）。
相反，示例 2-12 中的方法等同于这样做：

>>> board = []
>>> for i in range(3):
... row=['_'] * 3 # ➊
... board.append(row)
...
>>> board
[['_', '_', '_'], ['_', '_', '_'], ['_', '_', '_']]
>>> board[2][0] = 'X'
>>> board # ➋
[['_', '_', '_'], ['_', '_', '_'], ['X', '_', '_']]

➊ 每次迭代中都新建了一个列表，作为新的一行（row）追加到游戏板
（board）。
➋ 正如我们所期待的，只有第 2 行的元素被修改。

我们一直在说 + 和 *，但是别忘了我们还有 += 和 *=。随着目标序列的
可变性的变化，这个两个运算符的结果也大相径庭。