Python中tuple+=赋值的四个问题
2023-11-03 07:49:15
前言
最近偶尔翻看《Fluent Python》，遇到有意思的东西就记下来。下面的是在PyCon2013上提出的一个关于tuple的Augmented Assignment也就是增量赋值的一个问题。并且在该问题下面，还有着四个不同的Python程序示例，看上去好像都是tuple+=something的用法，但仅仅只是语法层面上的相同，本质上有着非常大的区别。
Python元组是不可变的类型
在讨论tuple+=something之前，我们有必要先回顾一下Python元组的一些基本特性。顾名思义，元组就是一个元素的集合，多个值被存储在元组中，在定义元组时，通过逗号分隔各个值，并不需要像定义列表那样需要使用方括号。元组的特点是不可变的，一旦定义了就不能修改其中任何一个元素的值，之所以如此设计，是因为元组在Python中是作为序列数据类型的基石而存在的，它保证了元组的元素值是安全的，不会因为外部操作而被意外修改，因此非常适合用作函数参数或键值对中的键，以便于能够安全、高效地处理这些数据。
+=运算符的作用原理
在Python中，+=运算符用于对变量进行增量赋值，它本质上是一个组合赋值运算符，将右侧表达式的值添加到左侧变量的值中。在数值类型中，这是一个简单的加法操作，但是在序列数据类型中，+=运算符的作用则更为复杂。在Python中，+=运算符对序列数据类型的操作方式是这样的：
- 检查左侧变量是否为可变类型，如果可变，则直接对左侧变量进行修改。
- 如果左侧变量为不可变类型，则创建左侧变量的副本，对副本进行修改，并将副本赋值给左侧变量。
不可变元组tuple+=赋值的四个例子
在了解了tuple的不可变特性以及+=运算符的运作原理之后，我们就可以更深入地理解下面这四个Python程序示例了。
# 1. 直接对元组进行+=操作
tuple1 = (1, 2, 3)
tuple1 += (4, 5, 6)
print(tuple1)
在这个示例中，tuple1是一个不可变的元组，当我们尝试对其进行+=操作时，Python会创建一个tuple1的副本，将副本的元素与(4, 5, 6)连接起来，然后将副本赋值给tuple1。因此，tuple1的值被修改了，变成了(1, 2, 3, 4, 5, 6)。
# 2. 将元组转为列表再进行+=操作
tuple2 = (1, 2, 3)
tuple2 = list(tuple2)
tuple2 += [4, 5, 6]
tuple2 = tuple(tuple2)
print(tuple2)
在这个示例中，我们先将tuple2转为列表，然后对列表进行+=操作，最后再将列表转回元组。这种方法本质上与第一个示例相同，都是通过创建一个可变类型的副本，对副本进行修改，然后将副本赋值给原变量。
# 3. 使用extend()方法
tuple3 = (1, 2, 3)
tuple3 = tuple3 + (4, 5, 6)
print(tuple3)
在这个示例中，我们使用了extend()方法来对tuple3进行+=操作。extend()方法是列表和元组的内置方法，它可以将一个序列添加到另一个序列的末尾。当我们使用extend()方法对元组进行+=操作时，实际上是将(4, 5, 6)添加到tuple3的末尾，而tuple3本身并没有被修改。因此，tuple3的值仍然是(1, 2, 3)。
# 4. 使用迭代器
tuple4 = (1, 2, 3)
tuple4 = tuple(list(tuple4) + [4, 5, 6])
print(tuple4)
在这个示例中，我们使用了迭代器来对tuple4进行+=操作。我们先将tuple4转为列表，然后将[4, 5, 6]添加到列表的末尾，最后再将列表转回元组。这种方法与第二个示例相同，都是通过创建一个可变类型的副本，对副本进行修改，然后将副本赋值给原变量。
总结
通过这四个示例，我们可以看到，对于不可变的元组tuple来说，+=赋值操作的本质都是通过创建一个可变类型的副本，对副本进行修改，然后将副本赋值给原变量。这也就解释了为什么在第一个示例中，tuple1的值被修改了，而在第三个示例中，tuple3的值没有被修改。
希望这篇文章能够帮助您更深入地理解Python中的元组和序列相关知识。
