为什么从`__iadd__`返回除`self`之外的任何东西？

Question

Python 的 documentation on the methods related to the in-place operators 像 += 和 *=（或者，正如它所说的那样，增强算术赋值）有以下说法：

这些方法应该尝试就地执行操作（修改 self）并返回结果（可以是，但不一定是，self）。如果未定义特定方法，则扩充分配回退到正常方法。

我有两个密切相关的问题：

• 如果文档规定，如果实现了这些方法，那么为什么必须从这些方法中返回任何内容？在实现__iadd__ 的情况下，为什么增广赋值运算符不执行冗余赋值？
• 在什么情况下从增强赋值方法返回 self 以外的东西才有意义？

一个小实验表明 Python 的不可变类型没有实现 __iadd__（这与引用的文档一致）：

>>> x = 5
>>> x.__iadd__
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'int' object has no attribute '__iadd__'

当然还有它的可变类型的__iadd__方法，就地操作并返回self：

>>> list1 = []
>>> list2 = list1
>>> list1 += [1,2,3]
>>> list1 is list2
True

因此，我无法弄清楚从__iadd__ 返回除self 以外的东西的能力是什么。在任何情况下，这似乎都是错误的事情。

Answer 1

如果文档规定，如果实现了这些方法，那么为什么有必要从这些方法中返回任何东西？在实现__iadd__ 的情况下，为什么增广赋值运算符不执行冗余赋值？

一个原因是强制它们成为语句而不是表达式。

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更大的原因是分配并不总是多余的。在左侧只是一个变量的情况下，当然，在改变对象之后，通常不需要将该对象重新绑定到它已经绑定到的名称。

但是左侧是更复杂的赋值目标的情况呢？请记住 you can assign—and augmented-assign—to subscriptions, slicings, and attribute references、a[1] += 2 或 a.b -= 2。在这种情况下，您实际上是在一个对象上调用__setitem__ 或__setattr__，而不仅仅是绑定一个变量。

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另外，值得注意的是，“冗余分配”并不是一项昂贵的操作。这不是 C++，在 C++ 中，任何赋值最终都可以在值上调用自定义赋值运算符。 （它最终可能会在一个对象上调用自定义 setter 运算符，该对象的值是元素、子切片或属性，这可能很昂贵……但在这种情况下，它不是多余的，如上所述。）

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最后一个原因与您的第二个问题直接相关：您几乎总是想从__ispam__返回self，但几乎总是不是总是。如果__iadd__ 没有返回self，那么分配显然是必要的。

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在什么情况下，从增强赋值方法中返回 self 以外的东西才有意义？

您在这里略过了一个重要的相关部分：

这些方法应该尝试就地执行操作（修改self）

如果他们无法就地执行操作，但可以执行某些操作else，则返回 self 以外的其他内容可能是合理的。

想象一个使用写时复制实现的对象，如果它是唯一的副本，则在原地变异，否则创建一个新副本。你不能通过不实现__iadd__ 并让+= 回退到__add__ 来做到这一点；你只能通过实现一个__iadd__ 来做到这一点，它可以制作并返回一个副本，而不是变异并返回self。 （出于性能原因，您可能会这样做，但也可以想象，您会有一个具有两个不同接口的对象；“高级”接口看起来是不可变的，并且在写入时复制，而“低级”接口公开实际共享。）

因此，需要它的第一个原因是处理非就地情况。

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但是还有其他原因吗？当然。

一个原因只是为了包装其他语言或库，这是一个重要的特性。

例如，在 Objective C 中，许多方法返回一个 self，它通常但并不总是与接收方法调用的对象相同。 “并不总是”是 ObjC 处理类集群之类的事情的方式。在 Python 中，有更好的方法来做同样的事情（即使在运行时更改你的类通常会更好），但在 ObjC 中，这是完全正常和惯用的。 （它仅用于 Apple 当前框架中的init 方法，但这是他们标准库的约定，即NSMutableFoo 添加的突变方法总是返回void，就像像list.sort 这样的突变方法总是返回@ 的约定987654342@ 在 Python 中，不是语言的一部分。）那么，如果你想用 Python 封装 ObjC 运行时，你会如何处理呢？

你可以在所有东西前面放置一个额外的代理层，这样你的包装器对象就可以改变它所包装的 ObjC 对象。但这意味着一大堆复杂的委托代码（尤其是如果您想通过包装器将 ObjC 反射工作备份到 Python 中）和内存管理代码，并且会影响性​​能。

相反，您可以只使用一个通用的瘦包装器。如果您返回一个与您开始时不同的 ObjC 对象，您将返回该对象的包装器，而不是您开始使用的对象的包装器。简单的代码，内存管理是自动的，没有性能成本。只要您的包装器的用户始终使用a += b 而不是a.__iadd__(b)，他们就不会看到任何区别。

我意识到“围绕与 Apple 的 Foundation 不同的 ObjC 框架库编写 PyObjC 风格的包装器”并不是一个日常用例……但您已经知道这是一个您不会每天都使用的功能，那你还有什么期待？

惰性网络对象代理可能会做类似的事情——从一个很小的名字对象开始，当你第一次尝试对它做某事时，将它换成一个完整的代理对象。您可能会想到其他此类示例。你可能永远都不会写它们……但如果你不得不写，你可以。

Answer 2

要回答您的第二个问题，当您处理不可变对象时，您返回的不是 self 。

举个例子：

>>> foo = tuple([1, 2, 3])
>>> foo
(1, 2, 3)

现在我尝试就地改变对象：

>>> foo += (4,)
>>> foo
(1, 2, 3, 4)

不敢相信这有效！...现在我们尝试调用它的 __iadd__ 方法：

>>> foo.__iadd__((5,))
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'tuple' object has no attribute '__iadd__'

它没有！奇怪……现在你一定想知道，当我们做foo += (4,) 时发生了什么？

本质上发生的事情是，当尝试对不可变对象进行这种就地修改时，python 使用对象__add__ 方法来执行操作，即创建一个新对象。所以实际发生的是，当我们这样做时：

>>> foo += (4,)

发生了这样的事情：

>>> foo = foo + (4,)

See this

因此，当您尝试对不可变对象使用+= 或任何其他就地修改时，python 将使用该运算符的非变异等效项，您将获得一个新对象。另一个例子：

>>> foo += (5,) + (6,)
>>> foo
(1, 2, 3, 4, 5, 6)

以上翻译为：

foo = foo + (5,) + (6,)

希望能回答你的问题