Python中的連接符號（+、+=）範例詳解

前言

本文透過在一段範例程式碼中發現的問題，來給大家詳細介紹了Python中的連接符（+、+=），下面話不多說，來看詳細的介紹吧。

假設有下面一段程式碼：

a = [1, 2, 3, 4]
b = [5, 6, 7, 8, 9]
c = [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]
 
for item in (a, b, c):
 item += [0] * (10 - len(item))
 
print a
print b
print c

這段程式碼的意思是，有三個列表，需要在長度不為 10 的列表尾部填充 0，讓其長度變為10。

輸出如下：

[1, 2, 3, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[5, 6, 7, 8, 9, 0, 0, 0, 0, 0]
[11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]

這裡沒什麼問題，一切正常。但是，現在變了需求，需要在長度不為 10 的清單的前面填充 0。

那麼，我們嘗試做如下的改動：

a = [1, 2, 3, 4]
b = [5, 6, 7, 8, 9]
c = [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]
 
for item in (a, b, c):
 item = [0] * (10 - len(item)) + item
 
print a
print b
print c

直接來看一下輸出：

[1, 2, 3, 4]
[5, 6, 7, 8, 9]
[11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]

結果卻不是我們想像的那樣。如果你沒有發現問題的所在，就繼續往下看吧。當然，如果你已經看出了其中的端倪，那就不需要在這裡浪費時間了。

按照我們固有的思維，上面的方法是可行，例如下面的實例：

>>> l = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> l = [0]*5 + l
>>> l
[0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5]

這樣的操作讓列表如願以償的得到我們所期望的改變。

但是，如果我們在其中多加幾個步驟呢：

>>> l = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> id(l)
139935500860952
>>> l = [0]*5 + l
>>> l
[0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5]
>>> id(l)
139935500783272

到此，是不是已經看出問題所在了呢。透過 id() 方法的輸出可以看到，後邊的 “l” 已經不是前邊的 “l” 了。

再看看下邊的例子：

>>> l = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> id(l)
139935500861024
>>> l += [0]*5
>>> l
[1, 2, 3, 4, 5, 0, 0, 0, 0, 0]
>>> id(l)
139935500861024

當用 += 時， “l” 前後是一個。此時，我們應該要明白一個事實，文章開頭的例子並非莫名其妙，而是有原因的。

別著急，我們再來看看例子：

>>> t = (1, 2, 3, 4, 5)
>>> id(t)
139935501840656
>>> t += (0,)*5
>>> t
(1, 2, 3, 4, 5, 0, 0, 0, 0, 0)
>>> id(t)
139935502151336

可以看到，當我們把列表換成元組時，結果又發生了變化。

那我們對元組使用 + 操作呢：

>>> t = (1, 2, 3, 4, 5)
>>> id(t)
139935501081200
>>> t = (0,)*5 + t
>>> t
(0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5)
>>> id(t)
139935502151336

這與列表結果是一樣的，沒有什麼不同。

那麼，再來看看字串呢：

>>> s = "hello"
>>> id(s)
139935500909712
>>> s += "world"
>>> s
'helloworld'
>>> id(s)
139935500909664

   

結果如同元組，「s」 在使用 += 拼接一個字串後，被重新賦了值，已然不是之前的變數。反映在記憶體中就是，「s」 被另外開啟了一個儲存空間來存放值。

這裡，我們要談的 Python 連接符就是 + 與 +=。注意在 Python 中這兩個符號有成意義，一個是運用在數學中的加法運算，一個是用在序列類型上的拼接功能。不過，作為加法運算子時，也遵循本文討論的使用規則。因為討論這兩個符號，本質上是討論 Python 的 immutable 和 mutable，即可變型別與不可變型別。對可變類型也說，我們可以在原地被變數進行修改，也就是說它的儲存空間是可讀可寫的，例如list；而對於不可變類型來說，它的儲存空間則是唯讀的，無法對其進行修改，如果需要對不可變類型進行某些操作來得到新的結果，則需要重新開闢一份存儲空間來存放這個新產生的結果。

由上述列舉的例子，我們可以得到如下的結論：

對於可變類型：

+： 代表連接操作，其結果會建立一個新的物件。

+=： 代表追加操作，即 in-place 操作，在原地把另一個物件的內容追加到物件中。

對於不可變類型： + 與 += 都代表連接或求和操作，兩者沒有什麼區別，其操作的結果都會產生一個新的物件。

下面我們來分析一下文章開頭的例子，由於for 迭代相當於賦值，為了簡單起見，我們只分析a，如下所示：

>>> a = [1, 2, 3, 4]
>>> t = a
>>> id(a)
139712695835400
>>> id(t)
139712695835400
>>> t += [0]*6
>>> t
[1, 2, 3, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
>>> id(t)
139712695835400
>>> id(a)
139712695835400
>>> a
[1, 2, 3, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
>>>
>>>
>>> a = [1, 2, 3, 4]
>>> t = a
>>> id(a)
139712695835464
>>> id(t)
139712695835464
>>> t = [0]*6 + t
>>> t
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4]
>>> a
[1, 2, 3, 4]
>>> id(a)
139712695835464
>>> id(t)
139712695835400

這裡， t 是對a 的一個引用，就相當於文章開頭例子的item。用+= 對t 進行操作實際上是對a 進行操作，而+= 是原地操作，所以改變t 時，a 也隨之變化；如果用+ 對t 進行操作，在將結果賦值給t，那麼此時的t 就不再指向a 了，而是指向[0]*6 + t，所以a 沒有被改變。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，這裡討論的只是一個簡單的問題，而我卻用了這麼長的篇幅來談論這個問題，所以我想說的是，對於這些小問題，如果你沒有完全理解，那麼在程式設計過程中可能會給你帶來麻煩。

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