Day 05: 原地修改、物件識別、型別與比較

a = [1]
b = a
a.append(2)
print("case 1:", a, b, a is b)
a = [1]
b = a
a = a + [2]
print("case 2:", a, b, a is b)

查看參考解答與分析:

輸出（Python 3.13 與 3.14 完全相同）：

case 1: [1, 2] [1, 2] True
case 2: [1, 2] [1] False

解析：
- 情況 1：b = a 讓兩個名稱指向同一個串列。append 原地修改這個串列，所以兩個名稱都顯示 [1, 2]，a is b 為 True。
- 情況 2：a + [2] 建立了新串列 [1, 2]，指派把 a 重新綁定到它。b 仍指向原來的 [1]，所以 a is b 為 False。

規律：原地修改改變的是物件本身，所有指向它的名稱都看得到變化；重新綁定只改變某一個名稱指向哪個物件，其他名稱不受影響。

print(1 == True, 0 == False)
print([1] == [1], [1] is [1])
raw = "3"
print(raw == 3, int(raw) == 3)
value = None
print(value is None)

查看參考解答與分析:

輸出（Python 3.13 與 3.14 完全相同）：

True True
True False
False True
True

解析：
- 1 == True 和 0 == False 都為 True：bool 是 int 的子類別，True 等於 1，False 等於 0。
- [1] == [1] 為 True，因為內容相等；[1] is [1] 為 False，因為每個串列字面值都會建立一個新物件。
- raw == 3 為 False：str 永遠不等於 int。明確轉換後，int(raw) == 3 為 True。這個輸入具有誤導性，因為印出來 3 和 "3" 看起來一樣；用 repr(raw) 和 type(raw) 才能看出區別。
- value is None 為 True。None 物件只有一個，所以 is None 直接檢查這個物件，不會被重新定義了 == 的類別欺騙。

選做結果：int(" 3 ") 回傳 3（忽略兩側空白）；int("3.0") 拋出 ValueError: invalid literal for int() with base 10: '3.0'。

score = 3
if score = 3:
    print("passed")

raw = "3"
if raw == 3:
    print("passed")
else:
    print("not passed:", repr(raw), type(raw).__name__)

items = None
items.append(1)
print(items)

查看參考解答與分析:

參考解答。輸出在 Python 3.13 與 3.14 上完全相同。File 行顯示的是你自己的路徑；插入符號（^）行和建議行在較舊的 Python 版本中可能不同，請以最後一行錯誤訊息為準。

1. starter_syntax.py — 語法錯誤。Python 在執行任何一行之前就拒絕了整個檔案：

File "starter_syntax.py", line 2
    if score = 3:
       ^^^^^^^^^
SyntaxError: invalid syntax. Maybe you meant '==' or ':=' instead of '='?

修正：= 用於綁定名稱；條件中需要比較運算子 ==。

score = 3
-if score = 3:
+if score == 3:
     print("passed")

修正後的輸出：

passed

2. starter_compare.py — 型別/值不相符。沒有報錯，但走錯了分支，因為 str 型別的 "3" 永遠不等於 int 型別的 3：

not passed: '3' str

修正：在輸入邊界把文字轉換為整數，再比較整數。

raw = "3"
-if raw == 3:
+score = int(raw)
+if score == 3:
     print("passed")
 else:
-    print("not passed:", repr(raw), type(raw).__name__)
+    print("not passed:", repr(score), type(score).__name__)

修正後的輸出：

passed

邊界情況 raw = "4"：

not passed: 4 int

邊界情況 raw = "three"：

Traceback (most recent call last):
  File "fixed_compare.py", line 2, in <module>
    score = int(raw)
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'three'

輸入約定：修正後的程式接受表示整數的文字（int() 也會忽略兩側空格）；非數字文字會引發 ValueError，選做部分會把它改成清楚的提示。

3. starter_none.py — 對 None 的無效操作。None 表示「還沒有串列」，它沒有 append 方法：

Traceback (most recent call last):
  File "starter_none.py", line 2, in <module>
    items.append(1)
    ^^^^^^^^^^^^
AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'append'

修正：附加之前先建立一個空串列。

-items = None
+items = []
 items.append(1)
 print(items)

修正後的輸出：

[1]

輔助申報範例：「Agent：<工具名稱>，對三個初始檔案唯讀存取；每個檔案都由我親自執行，每處差異都由我親自審查。」——或「未使用 Agent。」

a = [1]
b = a
a.append(2)
print("mutation:", a, b, a is b)
a = [1]
b = a
a = a + [2]
print("rebinding:", a, b, a is b)
print(1 == True)
print([1] == [1])
print([1] is [1])
print("3" == 3)

查看參考解答與分析:

參考解答。

以下是在全新腳本中執行所示完整程式的逐行追蹤。原地修改欄對應第 1–4 行；重新綁定欄對應接著執行的第 5–8 行，中途不重設 b。第 9–12 行也是同一次執行中的比較檢查點。L1、L2、L3 是不同串列物件的說明標籤，不是 Python 變數或記憶體位址；a → L1 [1] 同時記錄名稱的綁定物件和該物件目前的內容。UNBOUND 表示名稱尚未綁定。

| 檢查點／剛執行的原始程式行 | a 的綁定物件及內容 | b 的綁定物件及內容 | a is b |
| --- | --- | --- | --- |
| 初始狀態（第 1 行之前） | UNBOUND | UNBOUND | 尚不可求值：名稱 a 引發 NameError |
| 1. a = [1] | → L1 [1] | UNBOUND | 尚不可求值：名稱 b 引發 NameError |
| 2. b = a | → L1 [1] | → L1 [1] | True |
| 3. a.append(2) | → L1 [1, 2] | → L1 [1, 2] | True |
| 4. print("mutation:", a, b, a is b) | → L1 [1, 2] | → L1 [1, 2] | True |
| 5. a = [1] | → L2 [1] | → L1 [1, 2] | False |
| 6. b = a | → L2 [1] | → L2 [1] | True |
| 7. a = a + [2] | → L3 [1, 2] | → L2 [1] | False |
| 8. print("rebinding:", a, b, a is b) | → L3 [1, 2] | → L2 [1] | False |
| 9. print(1 == True) | → L3 [1, 2] | → L2 [1] | False |
| 10. print([1] == [1]) | → L3 [1, 2] | → L2 [1] | False |
| 11. print([1] is [1]) | → L3 [1, 2] | → L2 [1] | False |
| 12. print("3" == 3) | → L3 [1, 2] | → L2 [1] | False |

初始狀態和第 1 行的 NameError 表示：若在該點額外求值 a is b，會發生什麼。原程式並未在這些位置求值，因此會正常繼續。第 3 行修改的是共用的 L1 物件。第 5 行中 a 指向新建的 L2，而 b 仍指向先前已修改的 L1。第 6 行把 b 也重新綁定到 L2，兩個名稱都不再參照 L1。第 7 行新建 L3，只重新綁定 a，不修改 L2。列印不會改變這兩個名稱的綁定。第 10–11 行的暫時串列不是 a 或 b；這些比較的結果見保留的輸出。

輸出（Python 3.13 與 3.14 完全相同）：

mutation: [1, 2] [1, 2] True
rebinding: [1, 2] [1] False
True
True
False
False

比較：1 == True 為 True（bool 是 int 的子類別）；[1] == [1] 為 True（內容相等）；[1] is [1] 為 False（兩個獨立的物件）；"3" == 3 為 False（str 永遠不等於 int）。

預防規則：
1. 語法錯誤 — 檢驗相等性時使用 ==，而不是賦值的 =。診所中的 if score == 3: 檢驗相等性，score = 3 則綁定名稱。條件不一定檢驗相等性：真值判斷（if items:）、大小比較（if score < 3:）、物件識別檢查（if items is None:）和其他述詞都可用於 if 和 while 條件。證據：SyntaxError: invalid syntax. Maybe you meant '==' or ':=' instead of '='?
2. str 與 int — 在與數字比較之前，於輸入邊界用 int(raw) 轉換文字輸入；比較結果意外為 False 時，印出 repr() 和 type()。證據："3" == 3 印出 False，診所中印出 not passed: '3' str。
3. None — 呼叫方法之前先建立集合（items = []）；可能為 None 時，先用 if items is None: 檢查。證據：AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'append'。