Оператор присваивания += для списков (добавление по месту)

Question

Как работает оператор += и аналогичные ему? То есть, понятно, что x+=y - это аналог x = x + y.

Но я столкнулся с такой проблемой:

x = []
y = (1,2,3)
x = x + y

В этом случае будет ошибка:

TypeError: can only concatenate list (not "tuple") to list

Но если написать

x += y

То значение x будет выводиться как

[1, 2, 3]

Answer 1

x += y для списков эквивалентен x.extend(y) и допускает произвольный итерируемый объект на месте y, например:

>>> import random
>>> L = [1]
>>> L += (i for i in range(10) if random.random() < .9)
>>> L
[1, 0, 1, 3, 4, 6, 8, 9]

Результат в данном случае может даже меняться от запуска к запуску.

Поэтому x += y работает, если x является списком даже если y является кортежем (кортеж является итерируемым объектом).

Если поменять местами x, y, то выражение перестанет работать: неизменяемые объекты, такие как кортежи не переопределяют __iadd__ метод, реализующий += оператор, и поэтому tup += [1] эквивалентно, tup = tup + [1] что ведёт к ошибке, показанной в вопросе.

Сложение списков и кортежей запрещено, так как не ясно какой результат должен быть (список или кортеж).

Подробности можно почитать выполнив help('+=') в Питон-консоли или pydoc "+=" из командной строки:

An augmented assignment expression like "x += 1" can be rewritten as "x = x + 1" to achieve a similar, but not exactly equal effect. In the augmented version, "x" is only evaluated once. Also, when possible, the actual operation is performed in-place, meaning that rather than creating a new object and assigning that to the target, the old object is modified instead.

То есть x += 1 и x = x + 1 похожи, но результаты могут отличаться как в данном случае.

Answer 2

У изменяемых коллекций в Python метод += работает таким образом, что изменяет коллекцию на месте, в отличие от оператора +, который создаст новый объект.

Итак, код

x = []           # id(x) == 140412468236104
x += (1, 2, 3)   # id(x) == 140412468236104

примерно эквивалентен

x = []                # id(x) == 140412465906440
x.extend((1, 2, 3))   # id(x) == 140412465906440

При использовании оператора + создаётся новый объект:

x = []                # id(x) == 140412468319432
x = x + [1, 2, 3]     # id(x) == 140412511200328

Но при этом нужно помнить, что Python -- язык со строгой типизацией, поэтому не допустимо использовать оператор + на списке с кортежем. Именно поэтому возникает ошибка TypeError. Оператор + работает только с объектами одного типа (у стандартных объектов).

В своих объектах вы всегда можете перегрузить операторы, добавив то поведение, которое вам требуется.

Answer 3

Как ведет себя += определяется методом объекта __iadd__(self, value, /). Так как класс list реализован в Cи, то и динамическая типизация там не работает также как в питоне, а реализована логика в соответствии со стандартом. То что не попадает под стандарт должно вызывать исключительное поведение. Тип содержимого перед обработкой проверяется и потому вызывается исключение.