Две переменные — один список

В теме о переменных имя было биркой на нитке: бирку привязывают к объекту, и она лишь указывает на него. К одному объекту можно привязать сколько угодно бирок. Вернёмся к поезду со списком и привяжем к нему вторую бирку.

Присваивание b = a не копирует список. Оно привязывает к тому же поезду вторую бирку, и изменение через одно имя видно через другое:

a = [1, 2, 3]
b = a
b.append(4)
print(a)  # [1, 2, 3, 4]
print(len(b))  # 4

Давайте разберём по строкам:

1. a = [1, 2, 3] строит список и привязывает к нему бирку a.
2. b = a привязывает к тому же списку вторую бирку b. Новый список не появляется.
3. b.append(4) прицепляет вагон к поезду, на котором висит b, — к тому же, на котором висит a.
4. print(a) печатает [1, 2, 3, 4], а len(b) — 4: обе бирки ведут к одному поезду.

В теме о переменных b = a с числом вело себя иначе: после a = 20 имя b по-прежнему ссылалось на 10. Там новое присваивание перевязывало на другой объект одну бирку. Здесь присваивания нет: b.append(4) меняет сам объект, а к нему привязаны обе бирки.

Чтобы получить отдельный список, нужна копия: a.copy() или полный срез a[:] строят второй поезд с теми же плитками. Нажмите «Следующий шаг» и следите за a, b и c в рамке <module>. Заметка на каждом шаге говорит, один это объект или два.

is и ==

Оператор is проверяет тождество: ссылаются ли два имени на один и тот же объект. Оператор == сравнивает значения. Два разных списка с одинаковыми элементами равны, но не тождественны:

a = [1, 2, 3]
c = a[:]
print(a == c, a is c)  # True False
c.append(4)
print(a, c)  # [1, 2, 3] [1, 2, 3, 4]
d = list(a)
e = a.copy()
print(d == a, d is a, e is a)  # True False False

Разберём пример:

1. c = a[:] строит новый список: a == c даёт True, а a is c — False.
2. c.append(4) меняет только копию, и a остаётся [1, 2, 3].
3. list(a) и a.copy() тоже дают отдельные списки: is для них возвращает False.

Числа, строки и списки сравнивают через ==. Через is проверяют, один ли это объект, а ещё сравнивают с None: x is None, потому что объект None в программе один.

Три способа скопировать

Новый список с теми же элементами называют копией. Сделать её можно тремя способами, и результат у них одинаковый:

• a[:] — полный срез;
• list(a) — функция list;
• a.copy() — метод списка.

Изменения копии не трогают исходный список. Здесь аналогия с бирками упрощает: у настоящей бирки видно, куда тянется нитка. В коде a и b выглядят как две независимые переменные, и только is показывает, что объект у них один.

Список в функции

Параметр функции — ещё одна бирка на объекте, переданном в вызове. Если функция меняет список через параметр, изменение видно и снаружи:

def add_bonus(scores):
    scores.append(10)


marks = [7, 8]
add_bonus(marks)
print(marks)  # [7, 8, 10]

Присваивание параметру, наоборот, список вызывающего кода не меняет: scores = [10] внутри функции перевязывает на новый список только локальное имя scores.

Этот вопрос часто задают на собеседовании: «Как Python передаёт аргументы в функцию?» Ответ:

• функция получает не копию, а тот же объект: параметр — ещё одно имя для него;
• изменение объекта через параметр видно вызывающему коду;
• присваивание параметру перевязывает только локальное имя.

Иногда функцию пишут именно для того, чтобы изменить переданный список. Когда список вызывающего кода менять нельзя, функция работает с копией или строит новый список.

Частая ошибка

Функция ищет медиану — средний по величине элемент — и для этого сортирует свой аргумент:

def median(nums):
    nums.sort()  # ✗
    return nums[len(nums) // 2]


data = [5, 1, 3]
print(median(data))  # 3
print(data)  # [1, 3, 5]

Медиана посчитана верно, но sort переставил элементы списка data. Сообщения об ошибке нет, и порядок сломается незаметно для следующего кода, которому нужен исходный data. Внутри функции нужна отсортированная копия: ordered = sorted(nums), а дальше работа с ordered.

Главное

• b = a привязывает к тому же списку второе имя: изменение через b видно через a.
• a[:], list(a) и a.copy() создают отдельный список с теми же элементами.
• is проверяет, один ли это объект, а == сравнивает значения.
• Функция, которая меняет список через параметр, меняет список вызывающего кода.