Python 运算符 + 与 +=

Posted 2021-10-05 江湖十年

Python 中如果需要对一个变量进行增量运算通常有两种写法，a = a + b 或 a += b。虽然两种方法能够得到同样的结果，但两者却并不完全等价。

加法运算符 +

对于 a = a + b 这条语句来说，实际上执行了两步操作，首先执行 a + b 求出两者的 和，然后再将结果通过赋值运算符 = 赋值给变量 a。

来看下面的示例：

>>> a = 100
>>> b = 200
>>> id(a)
1796532544
>>> a = a + b
>>> a
300
>>> id(a)
17756816

>>> a = [11, 22, 33]
>>> b = [44, 55, 66]
>>> id(a)
54675856
>>> a = a + b
>>> a
[11, 22, 33, 44, 55, 66]
>>> id(a)
54676416

以上分别使用 Python 中的 不可变类型 和 可变类型 各列举了一个示例，并且在执行 a = a + b 语句的前后分别打印了变量 a 的 id，可以看到无论对于 不可变类型 还是 可变类型，最终变量 a 的 id 值都会改变，说明变量 a 在执行 a = a + b 以后指向了一片新的内存地址。这也比较好理解，因为 a 已经被重新赋值了。

增量赋值运算符 +=

对于运算符 +=，我们通常管它叫作 增量赋值运算符，因为它即完成了 相加 操作，又完成了 赋值 操作。

同样，我们还是分别用 int 和 list 两种数据类型来做演示：

>>> a = 100
>>> b = 200
>>> id(a)
1796532544
>>> a += b
>>> a
300
>>> id(a)
17756784

>>> a = [11, 22, 33]
>>> b = [44, 55, 66]
>>> id(a)
48777616
>>> a += b
>>> a
[11, 22, 33, 44, 55, 66]
>>> id(a)
48777616

对于 不可变类型 的操作，a += b 表现出来的结果和 a = a + b 相同。而对于 可变类型 的操作却并不完全一样。虽然最终变量 a 的 值 相同，但执行 += 操作后，变量 a 的内存地址并没有改变，也就是说 += 操作对于 可变类型 来说实际上是 就地更改。对于 list 的操作，实际上 a += b 等价于 a.extend(b)。

__add__ 和 __iadd__ 方法

实际上，在 Python 中，加法运算符 + 对应着对象的 __add__ 方法，增量赋值运算符 += 对应着对象的 __iadd__ 方法。

无论对于 不可变类型 还是 可变类型，当执行 a = a + b 时，都会调用 a 的 __add__ 方法。而对于 a += b 的操作来说，当 a 为 不可变类型 时同样会调用 a 的 __add__ 方法，当 a 为 可变类型 时会调用 a 的 __iadd__ 方法进行 就地更改，如果 a 没有实现 __iadd__ 方法，那么才调用 a 的 __add__ 方法。

我们可以用 Python 内置的 hasattr 函数来验证上面的说法。

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

对于 不可变类型 来说，因为对象本身不可变，如果做相加操作必然会创建新的对象，所以也就没有 __iadd__ 方法。而对于 可变类型 来说，对象本身可变，所以实现了 __iadd__ 方法。

在我们自己定义的类型中如果需要实现以上两个方法，也要遵循 Python 现有的规范，一定要注意自己实现的类型是否可变，根据类型再来确定是否需要实现 __iadd__ 方法。