Python中可变(mutable)与不可变(immutable)的数据类型让新手很是头痛。简单的说,可变(mutable)意味着"可以被改动",而不可变(immutable)的意思是“常量(constant)”。想把脑筋转动起来吗?考虑下这个例子:
foo = ['hi']
print(foo)
# Output: ['hi']
bar = foo # bar 和 foo 指向同一个对象list,id( )内存地址相同
bar += ['bye']
print(foo)
# Output: ['hi', 'bye']
刚刚发生了什么?我们预期的不是那样!
这不是一个bug。这是对象可变性(mutability)在作怪。每当你将一个变量赋值为另一个可变类型的变量时,对这个数据的任意改动会同时反映到这两个变量上去。新变量只不过是老变量的一个别名而已。这个情况只是针对可变数据类型。
再来一例
In [24]: def add_to(num, target = []):
...: target.append(num)
...: return target
...:
In [25]: add_to(1)
Out[25]: [1]
In [26]: add_to(2)
Out[26]: [1, 2]
In [27]: test1 = add_to(1)
In [28]: test1
Out[28]: [1, 2, 1]
In [29]: test2 = add_to
In [30]: test2(3)
Out[30]: [1, 2, 1, 3]
啊哈!这次又没有达到预期,是列表的可变性在作怪。在Python中当函数被定义时,默认参数只会运算一次,而不是每次被调用时都会重新运算。你应该永远不要定义可变类型的默认参数,除非你知道你正在做什么。你应该像这样做:
def add_to(element, target=None):
if target is None:
target = []
target.append(element)
return target
现在每当你在调用这个函数不传入target参数的时候,一个新的列表会被创建。举个例子:
add_to(42)
# Output: [42]
add_to(42)
# Output: [42]
add_to(42)
# Output: [42]
自己再举一例
In [52]: list1 = [1,2]
In [53]: list2 = list1
In [54]: list3 = [3]
In [55]: list1 += list3
In [56]: list1
Out[56]: [1, 2, 3]
In [57]: list2 # 此时list1与list2 值相同,指向地址相同
Out[57]: [1, 2, 3]
In [58]: list4 = [5]
In [59]: list1 = list1 + list4 # 算法上说 list1 += list3 与该式相同,但意义不同了,地址改变了
In [60]: list1
Out[60]: [1, 2, 3, 5]
In [61]: list2
Out[61]: [1, 2, 3]
为什么会出现这样?
a+=b
>>> a1 = range(3)
>>> a2 = a1
>>> a2 += [3]
>>> a1
[0, 1, 2, 3]
>>> a2
[0, 1, 2, 3]
a=a+b
>>> a1 = range(3)
>>> a2 = a1
>>> a2 = a2 + [3]
>>> a1
[0, 1, 2]
>>> a2
[0, 1, 2, 3]
显然,两者是有区别的,而这种区别只出现在可变对象上(为什么是可变对象后面再说),是什么原因造成了两者的区别呢?
+=
操作调用__iadd__
方法,没有该方法时,再尝试调用__add__
方法
a1 = [0, 1, 2]
a1 += [3]
# 等价于
a1.__iadd__([3])
print(a1) #[0, 1, 2, 3]
__iadd__
方法直接在原对象a1上进行更新,该方法的返回值为None
+
操作调用__add__
方法
a1 = [0, 1, 2]
a1 = a1 + [3]
# 等价于
a1 = a1.__add__([3])
__add__
方法会返回一个新的对象,原对象不修改,因为这里 a1被重新赋值了,a1指向了一个新的对象,所以出现了文章开头a1不等于a2的情况
a1 = [0, 1, 2]
print(a1.__add__([3])) # [0, 1, 2, 3]
print(a1) # [0, 1, 2]
为什么前面我说这种差异只会发生的可变对象身上?因为对于不可变对象,根本没有__iadd__
方法,所以+=
和+
的效果是一样的,因为调的都是 __add__
方法