在Python中，自动填充属性

Question

我正在努力理解类的指针是如何工作的。假设我们有一个链表中的节点：

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

然后，如果我们创建一个指向x的指针，并创建另一个节点y并将其赋值给x.next，我们就能在指针中保存x.val的值，并且将y赋值给.next属性：

x = ListNode(3)
headNode = x
y = ListNode(4) 

x.next = y 
print(f'ID of y: {id(y)}')
print(f'Current x.next:
	.val: {x.next.val}	.next:{x.next.next},
current headNode.next.next: {headNode.next.next}
')

这段代码会输出：

ID of y: 2656509108560
Current x.next:
    .val: 4 .next:None,
current headNode.next.next: None

现在，如果我们再次执行相同的操作，用y替换x的属性，指针会自动在.next属性的.next中添加另一个节点：

x = y 
y = ListNode(4) 
x.next = y 
print(f'ID of y: {id(y)}')
print(f'Current x.next:
	.val:{x.next.val}	.next:{x.next.next},
current headNode.next.next: {headNode.next.next.val}
')

x = y

print(f'Cached list: [{headNode.val}] ->  [{headNode.next.val}] -> [{headNode.next.next.val}]')

这将输出：

ID of y: 2656507051616
Current x.next:
    .val:4  .next:None,
current headNode.next.next: 4

Cached list: [3] -> [4] -> [4]

我想知道这种行为（指针headNode中的next.next属性从None自动填充为另一个ListNode）是否是由于Python自动理解它指向的是不同实例（id(y)不同），因此找到类中可以寻址的另一个.next指针。我非常希望有人能帮助我理解这一点。提前感谢您的帮助。

Domenic · Answer

简短的回答是：没有所谓的自动填充属性这一过程。在每一步操作中，你都是自己设置了属性，而指针只是简单地指向你手动创建的对象。

让我们逐段分析你的代码，并为每个新创建的实例分配“记忆标识”作为“第一”、“第二”和“第三”。每次操作后，我们都问自己三个问题：什么是x.next？什么是x.next.next？什么是headNode.next.next？每次答案都会指向我们手动实例化并设置的一个节点。

第一块代码：

x = ListNode(3) # x 指向 第一
headNode = x # headNode 也指向 第一
y = ListNode(4) # y 指向 第二

x.next = y # 设置 第一.next 为 第二

x.next是什么？我们知道x指向第一，并且我们已经设置了第一.next为第二。所以x.next就是我们创建的值为4、next为None的ListNode——第二。

x.next.next是什么？我们知道x.next是第二。我们还没有设置第二.next，因此它采用ListNode构造函数设置的默认值None，所以x.next.next是None。

headNode.next.next是什么？我们知道headNode指向第一。第一.next是第二。所以第一.next.next是第二.next。第二.next是None。

下一块代码：

x = y # x 现在指向 第二
y = ListNode(4) # y 创建了新的节点 第三
x.next = y # 设置 第二.next 为 第三

x.next是什么？我们现在让x指向第二，接着我们设置了第二.next为第三。所以x.next现在是第三。

x.next.next是什么？它是第三.next，其值为None。

headNode.next.next是什么？headNode仍然指向第一。第一.next是第二。第二.next是第三。所以第一.next.next是第三，因此headNode.next.next也是第三。

再次强调，在任何情况下，你引用的都是你自己手动创建或设置的对象。

Joshua Taylor · Answer

不，填充next.next并不是自动完成的，这种行为是因为你在代码中设置了x = y，使得x与旧的y引用了同一个对象。

x = ListNode(3)
headNode = x
y = ListNode(4) 

x.next = y 
print(f'原y的ID: {id(y)}')


x = y 
y = ListNode(4) 
x.next = y 
print(f'headNode.next的ID: {id(headNode.next)}')
print(f'x的ID: {id(x)}')
print(f'新y的ID: {id(y)}')

输出结果：

原y的ID: 139130971403312
headNode.next的ID: 139130971403312
x的ID: 139130971403312
新y的ID: 139130971402976

请注意，headNode.next和新的x具有与原y相同的ID。当你设置x.next = y时，这就等同于headNode.next.next = y，因为此时x引用的是headNode.next。