Python 二维数组元素修改：避免引用陷阱

本文旨在帮助读者理解并解决 Python 中修改二维数组元素时遇到的“所有行元素同时改变”的问题。通过分析问题的根源——列表的引用特性，我们将提供一种创建真正独立的二维数组的方法，并给出修改后的代码示例，确保对数组元素的修改只影响目标位置，从而实现预期的功能。

在 Python 中，创建二维数组时，如果直接使用乘法操作符复制列表，可能会导致所有行引用同一个列表对象。这意味着修改其中一行中的元素，会影响到所有行。要解决这个问题，需要确保每一行都是一个独立的列表。

问题分析：列表的引用

原代码中使用 white_board.append(white_board[0]) 创建二维数组，这种方式实际上是将 white_board[0] 的引用添加到 white_board 中多次。因此，white_board 中的所有行都指向同一个列表对象。修改任何一行，实际上修改的是同一个列表对象，所以所有行都会受到影响。

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解决方案：创建独立的列表

要创建真正的二维数组，需要确保每一行都是一个独立的列表对象。可以使用列表推导式来实现这一点：

white_board = [[0] * 100 for _ in range(100)]

这段代码会创建 100 个独立的列表，每个列表包含 100 个 0。这样，修改任何一行都不会影响到其他行。

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完整代码示例

以下是修改后的完整代码，解决了二维数组元素修改的问题：

white_board = [[0] * 100 for _ in range(100)]

n = int(input())
posL = []  # dot's position List

for _ in range(n):
    a, b = map(int, input().split())
    posL.append((a, b))

for y in posL:
    indY = 100 - y[1]
    for _ in range(10):
        indX = y[0] - 1
        for _ in range(10):
            if white_board[indY][indX] == 0:
                white_board[indY][indX] = 1
            indX += 1
        indY -= 1

total_inked_area = sum(row.count(1) for row in white_board)
print(total_inked_area)

代码解释：

1. white_board = [[0] * 100 for _ in range(100)]: 使用列表推导式创建了一个 100x100 的二维数组，每个元素初始化为 0。
2. n = int(input()): 读取输入的点的数量。
3. posL = []: 创建一个空列表，用于存储点的坐标。
4. for _ in range(n):: 循环读取每个点的坐标。
5. a, b = map(int, input().split()): 读取点的 x 和 y 坐标。
6. posL.append((a, b)): 将点的坐标添加到 posL 列表中。
7. for y in posL:: 循环遍历每个点。
8. indY = 100 - y[1]: 计算 y 坐标对应的数组索引。
9. for _ in range(10):: 循环 10 次，表示正方形的 10 行。
10. indX = y[0] - 1: 计算 x 坐标对应的数组索引。
11. for _ in range(10):: 循环 10 次，表示正方形的 10 列。
12. if white_board[indY][indX] == 0:: 检查当前位置是否为 0。
13. white_board[indY][indX] = 1: 如果当前位置为 0，则将其设置为 1。
14. indX += 1: 更新 x 坐标索引。
15. indY -= 1: 更新 y 坐标索引。
16. total_inked_area = sum(row.count(1) for row in white_board): 计算二维数组中 1 的总数，即被覆盖的面积。
17. print(total_inked_area): 打印被覆盖的面积。

注意事项：

• 理解列表的引用特性是避免此类问题的关键。
• 在创建二维数组时，务必确保每一行都是独立的列表对象。
• 列表推导式是创建独立列表的有效方法。

总结：

通过使用列表推导式创建独立的二维数组，可以避免因列表引用导致的元素修改问题。在处理二维数组时，务必注意列表的引用特性，确保代码的正确性和可预测性。 本文提供了一种通用的解决方案，可以应用于各种需要修改二维数组元素的场景。

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