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'],)

同样有效：

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

不工作，但工作（嗯？！）：

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

看起来和以前的一样，但是有效：

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

那么游戏的规则到底是什么，什么时候可以修改元组内的东西，什么时候不能修改？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。你用

看到的令人费解的行为

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

由+= 引起。 += 运算符进行就地加法，但也是 赋值 - 就地加法仅适用于文件，但赋值失败，因为元组是不可变的。想起来像

>>> 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 module 来查看从这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，我们在两个地方都收到了STORE_FAST。这是当您尝试存储回元组时失败的字节码 - 之前出现的 INPLACE_ADD 工作正常。

这解释了为什么“不工作，并且工作”的情况会留下修改后的列表：元组已经引用了列表：

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

列表随后被INPLACE_ADD 修改，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

所以元组仍然有对 same 列表的引用，但是列表已经就地修改了：

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

Answer 2

您不能修改元组，但可以修改元组中包含的事物的内容。列表（连同集合、字典和对象）是一个引用类型，因此元组in中的“事物”只是一个引用——实际的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

---

+= 错误的原因在于它不完全等同于 .append() - 它实际上是先进行加法然后再赋值（并且赋值失败），而不是仅仅在原地追加。

Answer 3

您不能替换元组的元素，但可以替换元素的全部内容。这将起作用：

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