[Python3]リストで指定したインデックス以下全てに勝手に代入される。

概要

Python3です。
リストで指定したインデックス以下に勝手に全て代入されてしまいます。
例えば li = [0,0,0,0,0] に対して li[2] = 1 とすると結果が [1,1,1,0,0] となってしまうということです。

下記が問題のコードです。A_list[m] = copy_num の箇所が上記の例のようになってしまいます。
尚、未完のコードなので最後の方にエラーが出ますがそこは大丈夫です。。

コード

#coding:utf-8
num = [1,2,3,4,5]
post_li = []
copy_num = num #[1,2,3,4,5]
A_list = [0,0,0,0,0]
m = 0

def jamaika():
    global post_li
    global copy_num
    global A_list
    global m

    print('-------------')
    print(str(m)+"層")
    print("copy_num>>",end="")
    print(copy_num)
    print('m>>'+str(m))
    A_list[m] = copy_num #問題のコード
    print("A_list>>",end="")
    print(A_list)

    for i in range(5-m):
        post_li.append(copy_num[i])
        del copy_num[i]
        if m == 4:
            print("Last_post_li>>",end="")
            print(post_li)
        else:
            print("post_li>>",end="")
            print(post_li)
            m += 1
            jamaika()
            m -= 1

jamaika()

実行結果

0層
copy_num>>[1, 2, 3, 4, 5]
m>>0
A_list>>[[1, 2, 3, 4, 5], 0, 0, 0, 0]
post_li>>[1]

1層
copy_num>>[2, 3, 4, 5]
m>>1
A_list>>[[2, 3, 4, 5], [2, 3, 4, 5], 0, 0, 0]
↑m>>1なので A_list[m] = copy_num は A_list[1] = copy_num となると思ったのですが何故か[0]まで代入されてしまいます。
post_li>>[1, 2]

2層
copy_num>>[3, 4, 5]
m>>2
A_list>>[[3, 4, 5], [3, 4, 5], [3, 4, 5], 0, 0]
※同様です。
post_li>>[1, 2, 3]

3層
copy_num>>[4, 5]
m>>3
A_list>>[[4, 5], [4, 5], [4, 5], [4, 5], 0]
※同様です。
post_li>>[1, 2, 3, 4]

4層
copy_num>>[5]
m>>4
A_list>>[[5], [5], [5], [5], [5]]
※同様です。
Last_post_li>>[1, 2, 3, 4, 5]

環境

関係あるか微妙ですが
OS:Windows8.1
エディタ:Eclipse NEON

検索や試行錯誤を繰り返したのですが解決に至らなかったのでここで質問させていただきます。
面倒な質問だと思われますがご教授よろしくおねがいします。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

該当箇所を以下のように変更すると期待どおりの動きになるはずです

python
1A_list[m] = copy_num #問題のコード
2↓
3A_list[m] = copy_num[::]  # copy_numをコピーした別のリストを入れてます

何が起きていたかというと、以下の例がわかりやすいと思います。
origin変数としてリストをつくり、それをa変数に代入し、a_listにaを複数格納しています。
このとき、originと全てのaは同じものを指しています。

python
1>>> origin = [1, 2, 3, 4, 5]
2>>> a = origin
3>>> a_list = (a, a, a, a, a)  # originと全てのaは同じものを指している
4>>> a_list
5([1, 2, 3, 4, 5], [1, 2, 3, 4, 5], [1, 2, 3, 4, 5], [1, 2, 3, 4, 5], [1, 2, 3, 4, 5])
6>>> origin[4] = 10000
7>>> a_list
8([1, 2, 3, 4, 10000], [1, 2, 3, 4, 10000], [1, 2, 3, 4, 10000], [1, 2, 3, 4, 10000], [1, 2, 3, 4, 10000])
9>>>

リストだけではなく、ミュータブルなオブジェクトであれば同様のことが起きます。クラスのインスタンスや辞書でも同じです。
イミュータブルな、例えば数値等ではこれは起きません。(これは正確には、同名の変数を定義し直しているだけなので例としては不適切でした...)

python
1>>> origin = 1
2>>> a = origin
3>>> a_list = (a, a, a, a, a)
4>>> a_list
5(1, 1, 1, 1, 1)
6>>> origin = 10000
7>>> a_list
8(1, 1, 1, 1, 1)
9

ミュータブルやイミュータブル等の難しい言葉を使っていますが、よく使うものであればリスト、辞書、クラスのインスタンスあたりがミュータブルなので、他変数に代入したりリストに複数格納する際は少し気をつけてください。（特に、関数の引数にミュータブルなオブジェクトを渡す際はハマりポイントです）

一番上で変更したコードは、
list[:4]のようにリストのスライスをすると別のリストが作成され返されるんですが、それを応用し
list[::]のようにすることで中身が同じな、別のリストを作成しました。
他にもコピーを作る方法はいくつかあります。

python
1# リストのコピーを作る方法
2>>> a = [1, 2, 3]
3>>> b = list(a)
4>>> c = a.copy()
5>>> d = a[::]
6
7# id関数の値が違うならば、それらは別のオブジェクトと判断できます
8>>> id(a)
9140676014804168
10>>> id(b)
11140676014820232
12>>> id(c)
13140676014819720
14>>> id(d)
15140676014819464
16