Ruby数组的奇怪行为？

Question

我正在使用Ruby 2.3.1，我无法判断我是否遇到过错误或者这是否是预期的行为。

如果通过制作嵌套数组来创建NxN矩阵，那么：

matrix = [[0]*5]*5

然后在对角线上设置元素，如下：

(0..4).each {|i| matrix[i][i] = i}

这最终影响到每一行中的每一列：

[
 [0, 1, 2, 3, 4],
 [0, 1, 2, 3, 4],
 [0, 1, 2, 3, 4],
 [0, 1, 2, 3, 4],
 [0, 1, 2, 3, 4]
]

这是预期的行为吗？

P.S。我不想使用Ruby的Matrix库，而是宁愿使用普通数组。

提前致谢：）

Answer 1

在Ruby中，数组在幕后是array类型的对象，它们可以包含基本类型和对其他对象的引用。现在，最后一点很重要 - 数组不包含对象本身，而是指向它的指针，当程序员要求时，它被解释为必要的。

OP的原始初始化代码

matrix = [[0]*5]*5

真正创建一个包含5个0的array个对象，然后将指针复制到它5次。

时也会发生这种情况

matrix = Array.new(5, Array.new(5, 0))

出于同样的原因。因此，正如在评论中发布的那样，用于创建5个不同array对象的数组的惯用正确的Ruby方法是

matrix = Array.new(5){Array.new(5, 0)}

这会产生一个包含指向5个不同 array个对象的指针的数组，从而防止OP遇到问题。有关Ruby数组行为的完整文档可以在finely-crafted link找到。

Answer 2

您无需更改对角线即可观察到该行为;只需改变任何元素，比如说

matrix[1][1] = 1

然后

matrix
  #=> [[0, 1, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0, 0],
  #    [0, 1, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0, 0]] 

考虑

matrix.map { |row| row.object_id }
  #=> [70153694327100, 70153694327100, 70153694327100,
  #    70153694327100, 70153694327100].

这表明matrix的所有元素（“行”）都是同一个对象，因为如果更改了该对象，matrix的所有元素都会受到影响。 matrix = [[0]*5]*5相当于

matrix = Array.new(5, Array.new(5,0))

（参见Array::new，尤其是“常见陷阱”。）你想要的是什么（如@Sebastian所说）

matrix = Array.new(5) { Array.new(5,0) }
  #=> [[0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0],
  #    [0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0]]

这样

matrix[1][1] = 1

仅影响那一个元素：

matrix
  #=> [[0, 0, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0],
  #    [0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0]] 

Answer 3

matrix = [[0]*5]*5

让我们打破这个：

a = [0]*5

创建一个包含5个零的数组;这是一个整数数组。

matrix = [a] * 5

为同一个数组a创建一个包含5个引用的数组。

当然，当你修改一个时，其他的将被修改;它是相同的数组。

我不认识Ruby，所以请随意纠正任何不正确的术语。