Python列表中+=与+运算符的差异及底层机制解析

我发现Python里对列表使用+=和+运算符时，行为存在明显差异，先看两个代码案例：

案例1：使用+=时对象引用不变 #

x = [1, 2]
y = x
x += [3]
y += [4]
print(x is y)  # 输出 True

这里输出True，说明x和y始终指向内存中的同一个对象。

案例2：混用+=和+时对象引用改变 #

x = [1, 2]
y = x
x += [3]
y = y + [4]
print(x is y)  # 输出 False

输出变成False，说明执行y = y + [4]后，y指向了新的对象，不再和x指向同一内存地址。很多人误以为+=只是列表拼接的语法糖，但实际行为和这一认知不符，下面通过反编译拆解两者的底层逻辑。

底层机制验证：使用dis模块反编译 #

我用dis模块反编译了两个函数，对比两者的字节码指令：

from dis import dis

def use_inplace_add(list):
    list += [3]
    return list

def use_regular_add(list):
    list = list + [3]
    return list

dis(use_inplace_add) # 返回结果：
"""
  1           0 RESUME                   0

  2           2 LOAD_FAST                0 (list)
              4 LOAD_CONST               1 (3)
              6 BUILD_LIST               1
              8 BINARY_OP               13 (+=)
             12 STORE_FAST               0 (list)

  4          14 LOAD_FAST                0 (list)
             16 RETURN_VALUE
"""

dis(use_regular_add) # 返回结果：
"""
  1           0 RESUME                   0

  2           2 LOAD_FAST                0 (list)
              4 LOAD_CONST               1 (3)
              6 BUILD_LIST               1
              8 BINARY_OP                0 (+)
             12 STORE_FAST               0 (list)

  4          14 LOAD_FAST                0 (list)
             16 RETURN_VALUE
"""

对比反编译结果，核心差异在第8行的字节码指令：

use_inplace_add:  8 BINARY_OP  13 (+=)
use_regular_add:  8 BINARY_OP   0 (+)

字节码指令解析 #

• BINARY_OP 13 (+=)：执行原地加法，直接修改原对象内存中的内容，之后将修改后的对象重新绑定到变量。对列表来说，这一操作等价于调用list.extend()，不会创建新的列表对象。
• BINARY_OP 0 (+)：执行常规加法，不会修改原对象，而是在内存中创建一个全新的列表，将两个列表的内容拼接后存入新对象，最后将新对象绑定到变量。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Zimzozaur