Python 类定义中可变属性的陷阱：为何列表会意外共享与重复

# 示例测试代码片段
import os
from datetime import datetime
from io import StringIO
import pandas
from pandas import DataFrame

FHD_TIME_FORMAT = '%m/%d/%Y %H:%M:%S'

# 假设 FhdbTsvDecoder 是待测试的类
# 简化后的 FhdbTsvDecoder 类定义，其中包含问题代码
class FhdbTsvDecoder:
    tsv: str
    legs_and_phase: list[tuple[datetime, int, int]]
    session_starts: list[datetime] = [] # 问题所在：在类级别初始化可变列表
    session_ends: list[datetime] # 另一个潜在问题，如果不在 __init__ 中初始化

    def __init__(self, tsv: str):
        self.tsv = tsv
        # self.session_starts = [] # 如果在此处初始化，则正常
        # self.session_ends = []   # 如果在此处初始化，则正常
        self.__extract_leg_and_phase()

    def __extract_leg_and_phase(self) -> None:
        df: DataFrame = pandas.read_csv(StringIO(self.tsv), sep='\t', header=None,
                                        converters={4: lambda x: datetime.strptime(x, FHD_TIME_FORMAT)},
                                        skiprows=0)
        # 此处初始化 legs_and_phase，使其每次都是新的实例属性
        self.legs_and_phase = []
        # 如果 session_starts 和 session_ends 在 __init__ 中未初始化，
        # 且在类级别被初始化为共享列表，则此处操作的是共享列表
        # self.session_starts = [] # 如果在此处初始化，则正常
        self.session_ends = [] # 此处初始化，使其每次都是新的实例属性

        iterator = df.iterrows()
        for index, row in iterator:
            list.append(self.legs_and_phase, (row[4], row[5], row[6]))
            if row[1] == row[2] == row[3] == row[5] == row[6] == 0:
                self.session_ends.append(row[4])
                # 注意：next(iterator) 会消耗下一行数据
                self.session_starts.append(next(iterator)[1][4])

class TestExtractLegsAndPhase:
    # 假设 extract_tsv() 和 extract_tsv_from_zip() 已定义并返回有效的TSV字符串
    @staticmethod
    def extract_tsv() -> str:
        # 实际路径和内容省略
        return "mock_tsv_content"

    tsv: str = extract_tsv()

    def test_extract_leg_and_phase(self):
        to: FhdbTsvDecoder = FhdbTsvDecoder(self.tsv)

        legs_and_phase: list[tuple[datetime, int, int]] = to.legs_and_phase
        assert len(legs_and_phase) == 4926 # 始终通过

        session_ends: list[datetime] = to.session_ends
        assert len(session_ends) == 57 # 在控制台运行时可能失败，实际为114

        session_starts: list[datetime] = to.session_starts
        assert len(session_starts) == 57 # 在控制台运行时可能失败，实际为114

class FhdbTsvDecoder:
    # ...
    session_starts: list[datetime] = [] # 问题所在
    # ...

from datetime import datetime
from io import StringIO
import pandas
from pandas import DataFrame

FHD_TIME_FORMAT = '%m/%d/%Y %H:%M:%S'

class FhdbTsvDecoder:
    tsv: str
    legs_and_phase: list[tuple[datetime, int, int]]
    session_starts: list[datetime]
    session_ends: list[datetime]

    def __init__(self, tsv: str):
        self.tsv = tsv
        # 在 __init__ 方法中初始化所有可变实例属性
        self.legs_and_phase = []
        self.session_starts = []
        self.session_ends = []
        self.__extract_leg_and_phase()

    def __extract_leg_and_phase(self) -> None:
        df: DataFrame = pandas.read_csv(StringIO(self.tsv), sep='\t', header=None,
                                        converters={4: lambda x: datetime.strptime(x, FHD_TIME_FORMAT)},
                                        skiprows=0)
        # 移除或调整方法内部的列表初始化，因为它们已在 __init__ 中完成
        # 如果方法可能被多次调用且需要清空列表，则可以保留清空逻辑
        # 但首次初始化应由 __init__ 负责
        # self.legs_and_phase = [] # 如果 __init__ 中已初始化，此处可移除或改为 clear()
        # self.session_starts = [] # 移除此行
        # self.session_ends = []   # 移除此行

        iterator = df.iterrows()
        for index, row in iterator:
            list.append(self.legs_and_phase, (row[4], row[5], row[6]))
            if row[1] == row[2] == row[3] == row[5] == row[6] == 0:
                self.session_ends.append(row[4])
                self.session_starts.append(next(iterator)[1][4])