python listを変数に分解する際の.appendメソッドにおけるバグについて

Question

初心者です。

あるリストにタプルの要素を複数回加えようとした場合に起こる挙動について教えて頂けませんか？

詳しいソース全文は載せませんが、
pythonである時系列データcsvにて用意し
サンプリング単位でリスト化しました。

def cal()
 nv = tuple([nvx1 ,nvy1 ,nvx2 ,nvy2 ,nvx3 ,nvy3 ,nvx4 ,nvy4 ,nvx5 ,nvy5 ,nvx6 ,nvy6 ,
　　　　　　　nvx7 ,nvy7 ,nvx8 ,nvy8 ,nvx9 ,nvy9 ,nvx10,nvy10,nvx11,nvy11,nvx12,nvy12,
　　　　　　　nvx13,nvy13,nvx14,nvy14,nvx15,nvy15,nvx16,nvy16,nvx17,nvy17...])

その後複数の要素を含んだタプルをいくつか作成し、
返り値としてnvを指定した後、

別の関数内でbという変数を定義しnvの各項目を呼び出そうと考えました。

def other()
 nv = cal()
  b1 = b2 = b3 = ... = b100 = []
  b1.append(nv[0]),b2.append(nv[1]),b3.append(nv[2]),b3.append(nv[3])....b100.apend(nv[99])

のように他の変数にそれぞれタプルの中身をappendしようとすると
b1にもb2にもb3共通してnv[0..99]が全て追加されていました。

>b1 = (nv[0],nv[1],nv[2],nv[3]....nv[99])
>b2 = (nv[0],nv[1],nv[2],nv[3]....nv[99])
>b3 = (nv[0],nv[1],nv[2],nv[3]....nv[99])
.
.
.

またappendの数を減らすと追加する要素数も増減することが分かりました。

def other()
 nv = cal()
  b1 = b2 = b3 = ... = b100 = []
  b1.append(nv[0]),b2.append(nv[1]),b3.append(nv[2]),b3.append(nv[3])

　>b1 = (nv[0],nv[1],nv[2],nv[3])
　>b2 = (nv[0],nv[1],nv[2],nv[3])
　>b3 = (nv[0],nv[1],nv[2],nv[3])

対処法は様々な方法があることは理解しているため
appendの仕組みやなぜこのようなことが起こるのか知りたいです。

説明が分かりにくくて申し訳ありませんがご助言頂けると幸いです。

Answer 1

多くの初学者がハマるので、『Python リスト コピー』などと検索すれば解説は多く見当たります。

例えばこれ： Qiita - リストのコピーでハマった話
shiracamusさんの図解コメントも参考になるでしょう。

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本題から逸れますが、連番の変数名を必要とする場合は総じて設計が悪いです。
辞書やリストなどのコレクションを適宜利用し、ループで対処しましょう。

Answer 2

pythonのオブジェクトはすべて参照型ということを頭に入れておく必要があります。C言語でいうvoidポインタみたいなものです。

ですから、当然ながら代入も「参照の代入」です（束縛と言った方が良いかもしれない）。

b1 = b2 = b3 = ... = b100 = []

という代入文がどう処理されるかというと、ざっくり説明すると

1. []がインスタンス化される
2. b1,b2,b3,...,b100という変数がそのインスタンスを参照するようになるように処理される

という流れです。

すべて同じオブジェクトなのは当然の結果。

参考：Pythonの、変数と代入についての誤解を解く - naritoブログ

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別のオブジェクトにする方法としては、

b1 = []
b2 = []
...
b100 = []

というのが一つありますが、まあ合理的なプログラミングではありません。とりあえずリストに入れて管理することにすると、

blist = []
for _ in range(100):
    blist.append([])

こんな感じでしょうかね。indexを一つずらして使ってください。b1はblist[0]に該当します。

これは内包表記にできるので、下のようにすることもできます。

blist = [[] for _ in range(100)]

Answer 3

https://stackoverflow.com/questions/240178/list-of-lists-changes-reflected-across-sublists-unexpectedly

pythonを使う上で避けて通れないものですね。

代入を可視化してみた。
https://goo.gl/iXEoZQ