不可变容器内的可变类型

Question

我对修改元组成员有点困惑。以下不起作用：

>>> thing = (['a'],)
>>> thing[0] = ['b']
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> thing
(['a'],)

但这确实有效：

>>> thing[0][0] = 'b'
>>> thing
(['b'],)

也有效：

>>> thing[0].append('c')
>>> thing
(['b', 'c'],)

不起作用，但有效（哈？！）：

>>> thing[0] += 'd'
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> thing
(['b', 'c', 'd'],)

看似与上一个相同，但有效：

>>> e = thing[0]
>>> e += 'e'
>>> thing
(['b', 'c', 'd', 'e'],)

那么到底规则是什么在游戏中，你什么时候可以或不能修改元组内的某些内容？这似乎更像是禁止对元组成员使用赋值运算符，但最后两种情况让我感到困惑。

Answer 1

您可以始终修改元组内的可变值。您看到的令人费解的行为

>>> thing[0] += 'd'

是由 += 引起的。 += 运算符执行就地加法，但也执行赋值 - 就地加法仅适用于文件，但赋值会失败，因为元组是不可变的。这样想就

>>> thing[0] = thing[0] + 'd'

更好地解释了这一点。我们可以使用标准库中的dis模块来查看从两个表达式生成的字节码。使用 += 我们得到一个 INPLACE_ADD 字节码：

>>> def f(some_list):
...     some_list += ["foo"]
... 
>>> dis.dis(f)
  2           0 LOAD_FAST                0 (some_list)
              3 LOAD_CONST               1 ('foo')
              6 BUILD_LIST               1
              9 INPLACE_ADD         
             10 STORE_FAST               0 (some_list)
             13 LOAD_CONST               0 (None)
             16 RETURN_VALUE        

使用 + 我们得到一个 BINARY_ADD：

>>> def g(some_list):
...     some_list = some_list + ["foo"]
>>> dis.dis(g)
  2           0 LOAD_FAST                0 (some_list)
              3 LOAD_CONST               1 ('foo')
              6 BUILD_LIST               1
              9 BINARY_ADD          
             10 STORE_FAST               0 (some_list)
             13 LOAD_CONST               0 (None)
             16 RETURN_VALUE        

请注意，我们得到一个 <代码>STORE_FAST在两个地方。当您尝试存储回元组时，这是失败的字节码 - 之前的 INPLACE_ADD 工作正常。

这解释了为什么“不起作用，但有效”的情况将修改后的列表留在后面：元组已经具有对列表的引用：

>>> id(thing[0])
3074072428L

然后由 INPLACE_ADD 和 修改列表STORE_FAST 失败：

>>> thing[0] += 'd'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

因此元组仍然具有对相同列表的引用，但列表已就地修改：

>>> id(thing[0])
3074072428L
>>> thing[0] 
['b', 'c', 'd']

Answer 2

您无法修改元组，但可以修改元组中包含的内容。列表（以及集合、字典和对象）是引用类型，因此元组中的“事物”只是一个引用 - 实际列表是一个可变对象它由该引用指向，并且可以在不更改引用本身的情况下进行修改。

( + ,)       <--- your tuple (this can't be changed)
  |
  |
  v
 ['a']       <--- the list object your tuple references (this can be changed)

---

thing[0][0] = 'b' 之后：

( + ,)       <--- notice how the contents of this are still the same
  |
  |
  v
 ['b']       <--- but the contents of this have changed

---

thing[0].append('c') 之后：

( + ,)       <--- notice how this is still the same
  |
  |
  v
 ['b','c']   <--- but this has changed again

---

+= 的原因code> 的错误在于它并不完全等同于 .append() - 它实际上先进行加法，然后进行赋值（并且赋值失败），而不是仅仅就地附加。

Answer 3

您无法替换元组的元素，但可以替换该元素的全部内容。这会起作用：

thing[0][:] = ['b']