pythonのリストの置き換えがうまくできません。

Question

配列の置き換えがうまくいきません。
例２の方で一部の配列を置き換えたいのに全ての3番目の配列が変わってしまいます。
どのように解決すれば良いでしょうか？

例１

b = [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
b[2][3] = 3
print(b)

>>> [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 3], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]

例２

a_num = 4
b_num = 5
c = [[0]*a_num]*b_num
c[2][3] = 3
print(c)

>>> [[0, 0, 0, 3], [0, 0, 0, 3], [0, 0, 0, 3], [0, 0, 0, 3], [0, 0, 0, 3]]

これはポインタというものが原因の問題なのでしょうか？

Answer 1

pythonにはポインタという概念はありません。

問題は、c = [[0]*a_num]*b_num の部分にあります。

>>> a_num = 4
>>> b_num = 5
>>> c = [[0]*a_num]*b_num
>>> c[0] is c[1]
True

これでわかるように、リストcのすべての要素は同じリストが入っています。
これを止めればいいのです。
一例をあげておきます。

>>> a_num = 4
>>> b_num = 5
>>> c=[[0]*a_num for i in range(b_num)]
>>> c[2][3] = 3
>>> print(c)
[[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 3], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]

Answer 2

公式のFAQにあるので、そちらを参照してください。
多次元のリストを作るにはどうしますか？

Answer 3

下記の記述で*b_numのところが原因です。

c = [[0]*a_num]*b_num

このコードですとリストcの各要素は同じリストを参照します。
下記の様にリスト内包表記にされてはどうでしょうか？

d = [[0]*a_num for i in range(b_num)]
d[2][3] = 3
print(d)
# [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 3], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]

Answer 4

質問者さんのおっしゃる通り、ポインタが原因です。
Pythonとポインタの覚書
↑のサイトが参考になるかと思います。