Vamos por partes. Primeiro, vejamos o que acontece quando você multiplica uma lista por um número:
lista = [0, 0]
m = [lista] * 2
# m é uma lista contendo 2 listas
print(m) # [[0, 0], [0, 0]]
m[0][0] = 10 # mudar um elemento da primeira lista
print(m) # [[10, 0], [10, 0]] (mudei nas 2 listas)
print(id(m[0]), id(m[1])) # imprimem o mesmo número
A variável m
é uma lista de listas: ela possui 2 elementos, e cada um deles é uma lista. Só que ao fazer [lista] * 2
, ambas as listas de m
apontam para a mesma lista. Por isso uma alteração na primeira lista reflete também na segunda, já que ambas apontam para a mesma lista. Tanto que se imprimir o id
, o resultado será o mesmo número para ambas (segundo a documentação, no caso específico do CPython, id
retorna o endereço do objeto na memória, então no código acima você pode ver que ambos apontam para a mesma lista).
Mas e deepcopy
, não deveria resolver isso? Não:
lista = [0, 0]
m = [lista] * 2
print(m) # [[0, 0], [0, 0]]
print(id(m[0]), id(m[1])) # imprimem o mesmo número
from copy import deepcopy
m2 = deepcopy(m)
print(m2) # [[0, 0], [0, 0]]
print(id(m2[0]), id(m2[1])) # imprimem o mesmo número (não é o mesmo de m)
# mudar um elemento da primeira lista também afeta a segunda
m2[0][0] = 10
print(m2) # [[10, 0], [10, 0]]
# mas m permanece inalterado
print(m) # [[0, 0], [0, 0]]
deepcopy
criou outra lista (tanto que o id
dessas listas em m2
é diferente de m
), mas m2
ainda tem a mesma característica: as duas listas que ele possui são referências para a mesma lista.
Isso acontece porque, segundo a documentação, deepcopy
mantém um dicionário interno de "memória" que guarda os objetos que já foram copiados. Então se ele encontra o mesmo objeto novamente, ele usa esta cópia interna em vez de copiar novamente.
Ou seja, primeiro ele copia a lista que está em m[0]
e guarda nesta "memória" interna. Quando ele for copiar m[1]
, verá que é a mesma lista (pois vimos que ambos apontam para o mesmo lugar), então em vez de copiar novamente, ele usa a cópia que está na "memória" interna. O resultado é que m2
terá 2 referências para a mesma lista.
Como resolver?
O mais simples é simplesmente não criar a lista usando *
. Na verdade, como listas em Python são dinâmicas e podem mudar de tamanho conforme a necessidade, você não precisa sequer criá-las com um determinado tamanho. Para que inicializar tudo com zero se depois você vai ler os valores e sobrescrever tudo? Simplesmente adicione os elementos conforme eles forem lidos:
n = int(input('Digite o tamanho da matriz: '))
m = []
for linha in range(n):
lista = []
for coluna in range(n):
numero = int(input(f'Digite um valor para a posição {linha},{coluna}: '))
lista.append(numero)
m.append(lista)
print(f'Matriz criada com sucesso: {m}')
E para criar a matriz transposta, basta iterar por todas as linhas simultaneamente e criar uma lista a cada iteração:
mT = []
for elementos in zip(*m):
mT.append(list(elementos))
print(mT)
zip
itera por várias listas de uma vez, e a sintaxe *m
serve para fazer o unpacking da lista m
. Ou seja, zip(*m)
é o mesmo que fazer zip(m[0], m[1], etc..)
, mas para fazer assim eu teria que saber o tamanho de m
. Usando o unpacking, eu não preciso saber a quantidade, todos são passados como argumentos para zip
.
Então na prática estou passando todas as linhas da matriz para zip
. Assim, na primeira iteração, elementos
será uma tupla contendo o primeiro elemento de cada uma das linhas. Na segunda iteração, será uma tupla com o segundo elemento de cada uma, e assim por diante.
Com isso, basta criar uma lista a partir desta tupla e inserir em mT
. Ao final, temos a matriz transposta.
Se quiser, pode usar também uma list comprehension, bem mais sucinta e pythônica:
mT = [ list(elementos) for elementos in zip(*m) ]
Enfim, não precisa de deepcopy
porque não é necessário criar m
com um tamanho pré-determinado. Mas se quiser muito fazer isso, a solução é não usar *
para criá-la:
n = # ler o valor de n
# assim cada sublista é independente (não ocorre o problema de ambas apontarem para a mesma)
m = [ [0] * n for i in range(n) ]
for linha in range(n):
# Não precisa criar uma outra lista interna
for coluna in range(n):
m[linha][coluna] = int(input(f'Digite um valor para a posição {linha},{coluna}: '))
from copy import deepcopy
mT = deepcopy(m)
for i in range(n):
for j in range(n):
mT[j][i] = m[i][j]
print(mT)
Repare que como agora m
já foi criada com o tamanho certo, também não preciso criar outra lista dentro do for
, pois eu posso atribuir o valor diretamente na posição específica.
Mas eu ainda prefiro criar as listas e adicionar os elementos "sob demanda", em vez de criar a matriz com zeros, preenchê-la, criar um cópia, etc...