序列的增量赋值(+=、*=)

增量赋值运算符 += 和 *= 的表现取决于它们的第一个操作对象。简单起见,我们把讨论集中在增量加法(+=)上,但是这些概念对 *= 和其他增量运算符来说都是一样的。

+= 背后的特殊方法是 __iadd__ (用于“就地加法”)。但是如果一个类没有实现这个方法的话,Python 会退一步调用 __add__ 。考虑下面这个简单的表达式:

 a += b

如果 a 实现了 __iadd__ 方法,就会调用这个方法。同时对可变序列(例如 list、bytearray 和 array.array)来说,a 会就地改动,就像调用了 a.extend(b) 一样。但是如果 a 没有实现 __iadd__ 的话,a+= b 这个表达式的效果就变得跟 a = a + b 一样了:首先计算 a +b,得到一个新的对象,然后赋值给 a。也就是说,在这个表达式中,变量名会不会被关联到新的对象,完全取决于这个类型有没有实现__iadd__ 这个方法。

总体来讲,可变序列一般都实现了 __iadd__ 方法,因此 += 是就地加法。而不可变序列根本就不支持这个操作,对这个方法的实现也就无从谈起。

上面所说的这些关于 += 的概念也适用于 *=,不同的是,后者相对应的是 __imul__。

>>> l = [1, 2, 3]
>>> id(l)
4311953800>>> l *= 2
>>> l
[1, 2, 3, 1, 2, 3]
>>> id(l)
4311953800>>> t = (1, 2, 3)
>>> id(t)
4312681568>>> t *= 2
>>> id(t)
4301348296 ➍

❶ 刚开始时列表的 ID。
❷ 运用增量乘法后,列表的 ID 没变,新元素追加到列表上。
❸ 元组最开始的 ID。
❹ 运用增量乘法后,新的元组被创建。

对不可变序列进行重复拼接操作的话,效率会很低,因为每次都有一个新对象,而解释器需要把原来对象中的元素先复制到新的对象里,然后再追加新的元素。4

4str 是一个例外,因为对字符串做 += 实在是太普遍了,所以 CPython 对它做了优化。为 str
初始化内存的时候,程序会为它留出额外的可扩展空间,因此进行增量操作的时候,并不会涉
及复制原有字符串到新位置这类操作。

我们已经认识了 += 的一般用法,下面来看一个有意思的边界情况。这个例子可以说是突出展示了“不可变性”对于元组来说到底意味着什么。

一个关于+=的谜题

读完下面的代码,然后回答这个问题:示例 2-14 中的两个表达式到底会产生什么结果?

示例 2-14 一个谜题

>>> t = (1, 2, [30, 40])
>>> t[2] += [50, 60]

到底会发生下面 4 种情况中的哪一种?

a. t 变成 (1, 2, [30, 40, 50, 60])。
b. 因为 tuple 不支持对它的元素赋值,所以会抛出 TypeError 异常。
c. 以上两个都不是。
d. a 和 b 都是对的。

我刚看到这个问题的时候,异常确定地选择了 b,但其实答案是 d,也就是说 a 和 b 都是对的!示例 2-15 是运行这段代码得到的结果,用的Python 版本是 3.4,但是在 2.7 中结果也一样。

示例 2-15 没人料到的结果:t[2] 被改动了,但是也有异常抛出

>>> t = (1, 2, [30, 40])
>>> t[2] += [50, 60]
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> t
(1, 2, [30, 40, 50, 60])

这其实是个非常罕见的边界情况,在 15 年的 Python 生涯中,我还没见过谁在这个地方吃过亏。
至此我得到了 3 个教训。


不要把可变对象放在元组里面。
增量赋值不是一个原子操作。我们刚才也看到了,它虽然抛出了异常,但还是完成了操作。
查看 Python 的字节码并不难,而且它对我们了解代码背后的运行机制很有帮助。

posted @ 2019-09-23 21:34  顽强的allin  阅读(653)  评论(0编辑  收藏  举报