Python: 修改包含数组视图的单个字典项会修改所有项

Question

我有两本键值相同的字典。每个项目都是一个 ndarray。

from numpy import zeros, random
from collections import namedtuple

PhaseAmplitude = namedtuple('PhaseAmplitude','phase amplitude')
dict_keys = {'K1','K2', 'K3'}

J1 = dict.fromkeys(dict_keys, zeros((2,2,2,2)))
U1 = dict.fromkeys(dict_keys, PhaseAmplitude(phase = zeros((2,2)),
                                             amplitude = zeros((2,2))))

for iFld in dict_keys:
    U1[iFld] = U1[iFld]._replace(phase = random.random_sample((2,2)), 
                                 amplitude = random.random_sample((2,2)))

我想使用第二个字典中的相应项目修改第一个字典中的每个项目:

for iFld in dict_keys:  
    J1[iFld][0,0,:,:] += U1[iFld].phase
    J1[iFld][0,1,:,:] += U1[iFld].amplitude

我希望得到 J1[iFld][0,0,:,:] = U1[iFld].phase 和 J1[iFld][0,1,:,:] = U1[iFld].amplitude 但我得到 J1[iFld] 对于所有 iFld 都是相同的并且等于所有 iFld 的总和] U1 的键（当然要跟踪 U1 的 phase 和 amplitude 字段）。

对我来说这看起来像是一个错误，但我只使用 Python 一个月左右（从 matlab 切换）所以我不确定。

问题：这是预期的行为还是错误？我应该在我的代码中更改什么以获得我想要的行为？

注意：我选择了dict_keys、J1和U1的维数来反映我的具体情况。

Answer 1

这不是一个错误，尽管它是一个在几种不同情况下出现的非常常见的问题。 dict.fromkeys 创建一个新字典，其中所有值 都是同一个对象 。这对于不可变类型（例如 int、str）非常有效，但对于可变类型，您可以运行遇到问题。

例如：

>>> import numpy as np
>>> d = dict.fromkeys('ab', np.zeros(2))
>>> d
{'a': array([ 0.,  0.]), 'b': array([ 0.,  0.])}
>>> d['a'][1] = 1
>>> d
{'a': array([ 0.,  1.]), 'b': array([ 0.,  1.])}

这是因为：

>>> d['a'] is d['b']
True

在这种情况下使用字典理解来构建字典：

J1 = {k: zeros((2,2,2,2)) for k in dict_keys}

（或者，python2.7 之前）：

J1 = dict((k, zeros((2,2,2,2))) for k in dict_keys)

Python: 修改包含数组视图的单个字典项会修改所有项

Python: modifying single dictionary item containing an array view modifies all items

python

dictionary

multidimensional-array

namedtuple

array-view