关于 Python 元组的不可变属性特例

东方鹗

元组可以被看做为不可变列表,也就是说元组的里的元素是不能随意改变的。但是,元组是可以接受一个可变对象——列表作为元素的。这会产生一些意想不到的边界效果。摘自《流畅的 Python》第 2.6 章节。

1 一个谜题

定义一个接受可变对象——列表作为元素的元组,然后利用切片操作列表对象。

>>> t = (1, 2 ,[ 30, 40])
>>> t[2] += [50, 60]

到底会发生下面 4 种情况的哪一种?

A. t 变成 (1, 2 , [30, 40, 50, 60])。

B. 因为 tuple 不支持对它的元素赋值,所以会抛出 TypeError 异常。

C. 以上两个都不是。

D. A 和 B 都对。

2 正确答案

D。t[2] 被改动了,但是也有异常抛出。

>>> t[2] += [50, 60]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> t
(1, 2, [30, 40, 50, 60])

3 解惑

下面来看看 Python 为表达式 t[2] += [50, 60] 生成的字节码,可能这个现象背后的原因会变得清晰起来。

>>> import dis
>>> dis.dis('t[2] += [50, 60]')
  1           0 LOAD_NAME                0 (t)
              2 LOAD_CONST               0 (2)
              4 DUP_TOP_TWO
              6 BINARY_SUBSCR                       
              8 LOAD_CONST               1 (50)
             10 LOAD_CONST               2 (60)
             12 BUILD_LIST               2
             14 INPLACE_ADD                         
             16 ROT_THREE
             18 STORE_SUBSCR                        
             20 LOAD_CONST               3 (None)
             22 RETURN_VALUE

① 将 t[2] 的值存入 TOS (Top Of Stack,栈的顶端)。

② 计算 TOS += b。这一步能够完成, 是因为 TOS 指向的是一个可变对象(也就是实例中的列表)。

③ t[2] = TOS 赋值。这一步失败,是因为 t 是不可变的元组。

4 教训

  • 不要把可变对象放在元组里。
  • 增量赋值不是一个原子操作。我们刚才也看到了,它虽然抛出了异常,但还是完成了操作。
  • 产看 Python 的字节码并不难,而且它对我们了解代码背后的运行机制很有帮助。

5 选修题

如果写成 t[2].extend([50, 60]) 就能避免这个问题,为什么?


  • 打赏