Python字符串拼接后id未改变，是否违背str对象的不可变特性？

现象解释 #

Python 语言规范中明确规定字符串是不可变对象，你观察到的id()不变的情况是 CPython 解释器独有的实现优化，不属于语言通用特性，也不违反字符串不可变的语义。

优化的具体逻辑 #

CPython 处理+=字符串增量拼接时，会先检查当前待拼接的字符串是否满足两个条件：

• 该字符串当前只有唯一一处引用（没有其他变量、容器持有这个字符串对象）
• 该字符串不属于字符串驻留池中的对象（小字符串、标识符默认会被驻留，全局共享引用）

如果满足条件，CPython 会直接在原内存地址上扩容字符串对象的存储空间，写入拼接后的新内容，不需要生成新的字符串对象，因此你观察到id()没有变化。

你的测试用例对应逻辑 #

1. 初始的'a'属于驻留池的小字符串，有全局共享引用，不满足唯一引用条件，所以第一次拼接'b'时只能生成新的'ab'对象，id()发生变化。
2. 新生成的'ab'对象不在驻留池中，且只有变量a一处引用，满足优化条件，第二次拼接'c'时直接在原内存地址扩容，id()保持不变。

反例验证 #

如果给字符串增加额外引用，优化就会失效，id()会按照不可变对象的预期发生变化：

>>> a = 'ab'
>>> b = a  # 给字符串新增一处引用
>>> id(a)
2844971374576
>>> a += 'c'
>>> id(a)
2844971381232  # id发生变化，生成新对象

注意事项 #

这个优化是 CPython 的内部实现细节，PyPy、Jython 等其他 Python 实现并不一定支持，也不保证后续 CPython 版本会保留该逻辑，写代码时绝对不要依赖这个行为，始终按照字符串不可变的语义开发。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者itay zohar