当b是一个列表时，为什么b += (4,)有效而b = b + (4,)无效？

Question

如果我们取b = [1,2,3]，并尝试执行：b+=(4,) 它会返回b = [1,2,3,4]，但是如果我们尝试执行b = b + (4,)，它将不起作用。

b = [1,2,3]
b+=(4,) # Prints out b = [1,2,3,4]
b = b + (4,) # Gives an error saying you can't add tuples and lists

我本以为b+=(4,)会失败，因为你不能将列表和元组相加，但它却起作用了。所以我尝试使用b = b + (4,)，期望得到相同的结果，但它没有起作用。

- Supun Dasantha Kuruppu

---

我相信可以在这里找到答案：https://dev59.com/YGYr5IYBdhLWcg3wKHIp。 - jochen

为什么我无法在Python中使用+运算符将元组添加到列表中？ - splash58

一开始我误读了问题并试图关闭它，认为它太过笼统，但后来又撤回了这一决定。然后我认为它可能是一个重复的问题，但我既无法重新投票，也找不到其他类似的答案，让我非常苦恼。 :/ - Karl Knechtel

非常类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/58048664/understanding-pythons-builtins-operator-overloading-behavior - sanyassh

这个回答解决了你的问题吗？list.__iadd__和list.__add__的不同行为 - Pythoneer

同样的问题：https://dev59.com/Hmkw5IYBdhLWcg3wm74h - Pythoneer

Answer 1

“为什么”问题的问题在于通常它们可能有不止一个含义。我会尝试回答您可能想到的每个问题。

“为什么可能会有不同的工作方式？” 可以通过例如这个来解答。基本上，+= 尝试使用对象的不同方法: __iadd__ (仅在左边检查)，对于 +，则是 __add__ 和 __radd__（如果左侧没有 __add__ 则在右侧检查“反向添加”）

“每个版本究竟做了什么？” 简单地说，list.__iadd__ 方法和 list.extend 做的事情是相同的（但由于语言设计，仍然需要赋值回去）。

这也意味着例如

>>> a = [1,2,3]
>>> b = a
>>> a += [4] # uses the .extend logic, so it is still the same object
>>> b # therefore a and b are still the same list, and b has the `4` added
[1, 2, 3, 4]
>>> b = b + [5] # makes a new list and assigns back to b
>>> a # so now a is a separate list and does not have the `5`
[1, 2, 3, 4]

+符号创建一个新对象，但需要明确另一个列表并将其添加到该对象中，而不是尝试从不同的序列中提取元素。

"为什么使用+=这种方式很有用？因为它更有效率; extend方法不必创建一个新对象。当然，有时会产生一些令人惊讶的影响（如上所述），总体而言，Python并不完全关注效率，但这些决策是在很长时间以前做出的。

"为什么不允许使用+来添加列表和元组？"请参见此处(感谢@splash58); 其中之一的想法是(tuple + list)应该产生与(list + tuple)相同的类型，而结果应该是哪种类型并不清楚。+=则没有这个问题，因为a+=b显然不应该改变a的类型。

- Karl Knechtel

---

哦，非常正确。而且列表不使用“|”，所以这有点破坏了我的示例。如果我以后想到更清晰的例子，我会把它换掉。 - Karl Knechtel

顺便提一下，对于集合来说，| 是可交换的运算符，但对于列表来说，+ 不是。因此，我认为关于类型模糊的论点并不特别强。既然运算符不可交换，为什么要求类型相同呢？我们可以约定结果具有左侧的类型。另一方面，通过限制 list + iterator，开发人员被鼓励更加明确地表达他们的意图。如果您想创建一个包含从 a 扩展的内容和从 b 扩展的内容的新列表，已经有一种方法可以实现：new = a.copy(); new += b。这只是多了一行代码，但非常清晰明了。 - a_guest

a += b 和 a = a + b 行为不同的原因并不是效率问题。实际上，这是因为 Guido 认为所选择的行为“更少”令人困惑。想象一下一个函数接收一个列表 a 作为参数，然后执行 a += [1, 2, 3]。这个语法显然看起来像是在原地修改列表，而不是创建一个新列表，因此决定让它按照大多数人对预期结果的直觉行事。然而，该机制也必须适用于像 int 这样的不可变类型，这导致了当前的设计。 - Sven Marnach

我个人认为，与 Ruby 所做的将 a += b 简写为 a = a + b 相比，这种设计实际上更加令人困惑，但我可以理解我们是如何到达这里的。 - Sven Marnach

Answer 2

它们不是等价的：

b += (4,)

是以下缩写：

b.extend((4,))

当 + 用于连接列表时，因此可以通过以下方式：

b = b + (4,)

您正在尝试将元组连接到列表中

- Nir Alfasi

Answer 3

当你这样做时：

b += (4,)

被转换为：

b.__iadd__((4,)) 

在幕后，它调用b.extend((4,))，extend接受一个迭代器，这就是为什么这也可以工作的原因：

b = [1,2,3]
b += range(2)  # prints [1, 2, 3, 0, 1]

但是当你这样做时：

b = b + (4,)

被转换为：

b = b.__add__((4,)) 

只接受列表对象。

- Charif DZ

Answer 4

根据官方文档，对于可变序列类型，两者均为：

s += t
s.extend(t)

被定义为：

将t的内容扩展到s中

这与以下定义不同：

s = s + t    # not equivalent in Python!

这也意味着任何序列类型都可以用于t，包括元组，就像您的示例一样。

但它也适用于范围和生成器！例如，您还可以执行以下操作：

s += range(3)

- Acorn

Answer 5

"augmented"赋值运算符，例如 += ，是在2000年10月发布的Python 2.0中引入的。设计和原理在PEP 203中描述。这些运算符声明的目标之一是支持原地操作。写作：

a = [1, 2, 3]
a += [4, 5, 6]

这个操作理应在原地更新列表a。如果有其他引用了列表a的情况，比如其作为函数参数传递时，这就很重要。

然而，并非所有情况下都能在原地执行该操作，因为许多 Python 类型，包括整数和字符串，是不可变的。因此，对于整数i，例如 i += 1 就无法在原地执行。

总之，增强赋值运算符应当尽可能在原地执行，否则将创建新对象。为实现这些设计目标，规定表达式 x += y 的行为如下：

• 如果定义了 x.__iadd__ 方法，则执行 x.__iadd__(y)。
• 否则，如果实现了 x.__add__ 方法，则执行 x.__add__(y)。
• 否则，如果实现了 y.__radd__ 方法，则执行 y.__radd__(x)。
• 否则抛出错误。

通过这一过程获得的第一个结果将被重新赋值给 x（除非该结果是 NotImplemented 单例，在这种情况下查找继续进行下一步）。

这个过程允许支持原地修改的类型实现 __iadd__()。不支持原地修改的类型不需要添加任何新的魔法方法，因为 Python 会自动退化为基本操作 x = x + y。

那么最后来到你真正的问题——为什么可以使用增强赋值运算符将元组加入列表。从我的记忆中，这个历史大致如下：在 Python 2.0 中，list.__iadd__() 方法被实现为简单地调用已经存在的 list.extend() 方法。当迭代器被引入 Python 2.1 时，list.extend() 方法被更新以接受任意迭代器。这些变化的最终结果是，my_list += my_tuple 在 Python 2.1 起开始工作了。然而，list.__add__() 方法从未预期支持任意迭代器作为右侧参数——这被认为在一种强类型语言中是不合适的。

我个人认为 Python 中的增强赋值运算符实现得有点太复杂了。它有很多出人意料的副作用，例如以下代码：

t = ([42], [43])
t[0] += [44]

第二行代码会抛出“TypeError: 'tuple' object does not support item assignment”异常，但操作仍然成功执行 - 执行引发错误的那行代码后，变量t将会是“( [42， 44]，[43])”。参考资料。

- Sven Marnach

---

太棒了！拥有PEP的参考资料特别有用。我在另一端添加了一个链接，指向之前关于元组中列表行为的SO问题。当我回顾Python 2.3之前的版本时，与今天相比，它似乎几乎无法使用...（我仍然模糊地记得尝试并未能让1.5在非常老的Mac上做任何有用的事情） - Karl Knechtel

Answer 6

大多数人会认为 X += Y 等同于 X = X + Y。事实上，在Mark Lutz的Python Pocket Reference（第4版）第57页中写道：“以下两种格式大致等效：X = X + Y，X += Y”。然而，指定Python的人并没有使它们等价。可能这是一个错误，将导致沮丧的程序员花费数小时进行调试，只要Python仍在使用，但现在它就是Python的方式。如果X是可变序列类型，则 X += Y 等同于 X.extend( Y ) 而不是 X = X + Y。

- zizzler

---

也许那是一个错误，会导致无数沮丧的程序员在使用Python的时间里花费数小时进行调试。你是否真的因此而遭受了痛苦？你似乎是在从经验中谈论这个问题。我非常想听听你的故事。 - Veky

Answer 7

如此处所述，如果array没有实现__iadd__方法，则b+=(4,)将仅仅是b = b + (4,)的简写，但显然它并不是。因此，array确实实现了__iadd__方法。显然，__iadd__方法的实现类似于以下内容:

def __iadd__(self, x):
    self.extend(x)

然而，我们知道上述代码并不是__iadd__方法的实际实现，但我们可以假设并接受存在类似于extend方法的东西，它接受tupple输入。

- Hamidreza