Python3 二次元リストの表示

Question

Pythonで二次元リストを出力するときなんですが

[出力]
[[0,1,2],
 [10,11,12],
 [20,21,22]]

このように3×3の二次元リストに、行を一つ下に行くごとに10ずつ増えていくように出力させたいと思っています。

[試したコード]
#3×3のリストを生成
list = [[0]*3]*3

for i in range(3):
    for j in range(3):
        
        list[i][j] = j +(10 * i)
        
print(list)

[得られた出力]
[[20, 21, 22], [20, 21, 22], [20, 21, 22]]

どういうわけかすべての行が同じになってしまいます。
一体どうコードを書き直せばよいでしょうか？

Answer 1

Python初心者が必ずと言って良いほど嵌る罠です。

>>> inner = [0] * 3
>>> inner
[0, 0, 0]
>>>
>>> outer = [inner] * 3
>>> outer
[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
>>>
>>> inner[0] = 1
>>> outer
[[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0]]

結論から言えば、次のように内包表記を使ってリストを生成してください。

>>> lst = [[0 for _ in range(3)] for _ in range(3)]
>>> lst
[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
>>>
>>> lst[0][0] = 1
>>> lst
[[1, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

実際にはリストの乗算で足りる部分もありますが、初心者のうちはなかなか見分けが付かないかと。
定型文だと思ってリスト内包を使うのが吉です。

原因

多く記事が書かれるネタですので、適当にリンクを貼って済ませてしまいます。

• Qiita - Python のリストの扱いで注意すること

ついでに

変数にlistと言う名前を付けるのは避けてください。
解決しづらいエラーを引き起こします。

>>> list('spam')
['s', 'p', 'a', 'm']
>>>
>>> list = [1, 2, 3]
>>>
>>> list('spam')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'list' object is not callable

同様に str sum id max dict next なども使ってしまいがちです。

Comments

[Alter_9524]

[[0]*3]*3でリストを生成すると各行のIDが同一のものになってしまうんですね。
つまり最終的に代入された[20,21,22]がすべての行に代入されてしまった....
ありがとうございます。大変勉強になりました！

[Alter_9524]

確かに文字列を配列に格納するlist()メソッドと混同してしまう可能性がありますね。
そちらも気をつけるようにします。

Answer 2

大きく２つの方法でかいてみました。
まずは すべて 0 の 2 次元配列を作ってから、 値を設定していきます。

# NG:  list = [[0] * 3] * 3]                                                                                                

# lit = [[0] * 3, [0] * 3, [0] *3]                                                                                          

# lst = []                                                                                                                  
# for i in range(3):                                                                                                        
#    lst.append([0] * 3)                                                                                                    

# lst = [[0 for x in range(3)] for y in range(3)]                                                                           

lst = [[0] * 3 for y in range(3)]

for i in range(3):
    for j in range(3):
        lst[i][j] = j + (10 * i)
print(lst)

すべて 0 の 2 次元配列の作り方は, コメントにしてある別の方法でも OK です。
ただし list = [[0] * 3] * 3] は NG です。
これが質問文にあった方法です。これが NG ｂな理由は以下を参照してください。

参考情報

• Pythonで2次元配列の静的確保と動的確保

http://sonickun.hatenablog.com/entry/2014/06/13/132821

• 2次元配列（リストのリスト）を初期化する際の注意

https://note.nkmk.me/python-list-initialize/

• 2次元リスト（配列）

https://snakify.org/ja/lessons/two_dimensional_lists_arrays/

次に、直接 要素の値を設定しながら２次元配列を作っていく方法です。

lst = [list(map(lambda x: x + 10 * y, [x for x in range(3)])) for y in range(3)]
print(lst)

これは、 まず [0, 1, 2] を作ります。（[x for x in range(3)]) の部分)
それに対して 各要素 に 10 を足したもの、 20 を足したもの、 30 を足したもの
をつくっていっています。 [list(map(lambda x: x + 10 * y, [0, 1, 2])]の部分)

どちらの方法も実行すると

[[0, 1, 2], [10, 11, 12], [20, 21, 22]]

が表示されます。