详解Python中表达式i += x与i = i + x是否等价

前言

最近看到一个题目，看似很简单，其实里面有很深的意义，题目是Python 表达式 i += x 与 i = i + x 等价吗？如果你的回答是yes，那么恭喜你正确了50%，为什么说只对了一半呢？ 按照我们的一般理解它们俩是等价的，整数操作时两者没什么异同，但是对于列表操作，是不是也一样呢？

先看下面两段代码：

代码1

    >>> l1 = range(3)
    >>> l2 = l1
    >>> l2 += [3]
    >>> l1
    [0, 1, 2, 3]
    >>> l2
    [0, 1, 2, 3]

代码2

    >>> l1 = range(3)
    >>> l2 = l1
    >>> l2 = l2 + [3]
    >>> l1
    [0, 1, 2]
    >>> l2
    [0, 1, 2, 3]

代码1与代码2中的l2的值是一样的，但是l1的值却不一样，说明 i += x 与 i = i + x 是不等价的，那什么情况下等价，什么情况下不等价呢？

弄清楚这个问题之前，首选得明白两个概念：可变对象与不可变对象。

在 Python 中任何对象都有的三个通用属性：唯一标识、类型、值。

唯一标识：用于标识对象的在内存中唯一性，它在对象创建之后就不会再改变，函数 id()可以查看对象的唯一标识

类型：决定了该对象支持哪些操作，不同类型的对象支持的操作就不一样，比如列表可以有length属性，而整数没有。同样地对象的类型一旦确定了就不会再变，函数 type()可以返回对象的类型信息。

对象的值与唯一标识不一样，并不是所有的对象的值都是一成不变的，有些对象的值可以通过某些操作发生改变，值可以变化的对象称之为可变对象（mutable），值不能改变的对象称之为不可变对象（immutable）

不可变对象（immutable）

对于不可变对象，值永远是刚开始创建时候的值，对该对象做的任何操作都会导致一个新的对象的创建。

    >>> a = 1
    >>> id(a)
    32574568
    >>> a += 1
    >>> id(a)
    32574544

整数 "1" 是一个不可变对象，最初赋值的时候，a 指向的是整数对象 1 ，但对变量a执行 += 操作后， a 指向另外一个整数对象 2 ，但对象 1 还是在那里没有发生任何变化，而 变量 a 已经指向了一个新的对象2。常见的不可变对象有：int、tuple、set、str。

可变对象（mutable）

可变对象的值可以通过某些操作动态的改变，比如列表对象，可以通过append方法不断地往列表中添加元素，该列表的值就在不断的处于变化中，一个可变对象赋值给两个变量时，他们共享同一个实例对象，指向相同的内存地址，对其中任何一个变量操作时，同时也会影响另外一个变量。

    >>> x = range(3)
    >>> y = x

    >>> id(x)
    139726103041232
    >>> id(y)
    139726103041232

    >>> x.append(3)
    >>> x
    [0, 1, 2, 3]
    >>> y
    [0, 1, 2, 3]

    >>> id(x)
    139726103041232
    >>> id(y)
    139726103041232

执行append操作后，对象的内存地址不会改变，x、y 依然指向的是原来同一个对象，只不过是他的值发生了变化而已。

理解完可变对象与不可变对象后，回到问题本身，+= 与 +的区别在哪里呢？

+= 操作首先会尝试调用对象的 iadd方法，如果没有该方法，那么尝试调用add方法，先来看看这两个方法有什么区别

add和 iadd 的区别

1. add 方法接收两个参数，返回它们的和，两个参数的值均不会改变。
2. iadd 方法同样接收两个参数，但它是属于 in-place 操作，就是说它会改变第一个参数的值，因为这需要对象是可变的，所以对于不可变对象没有iadd方法。

    >>> hasattr(int, '__iadd__')
    False
    >>> hasattr(list, '__iadd__')
    True

显然，整数对象是没有iadd的，而列表对象提供了iadd方法。

    >>> l2 += [3] # 代码1：使用__iadd__，l2的值原地修改

代码1中的 += 操作调用的是iadd方法，他会原地修改l2指向的那个对象本身的值

    >>> l2 = l2 + [3] # 代码2：调用 __add__，创建了一个新的列表，赋值给了l2

而代码2中的 + 操作调用的是 add 方法，该方法会返回一个新的对象，原来的对象保持不变，l1还是指向原来的对象，而l2已经指向一个新的对象。

以上就是表达式 i += x 与 i = i + x 的区别。因此对于列表进行 += 操作时，会存在潜在的bug，因为l1会因为l2的变化而发生改变，就像函数的参数不宜使用可变对象作为关键字参数一样。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。