Python中list的append, extend, +=, +区别

文章作者:Tyan
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0. 测试环境

Python 3.6.9,dis库是Python自带的一个库,可以用来分析字节码,而字节码是CPython解释器的实现细节。

1. 引言

在Python中,扩展list的方法有多种,appendextend+=+都是列表扩展的方式,但它们的使用又有些许不同,需要根据具体情况来选择,本文主要分析它们的差异。

2. 对比与分析

2.1 list的函数方法

  • list.append(x)

append方法会将x作为list的一项添加到末尾。等价于a[len(a):] = [x]

  • list.extend(iterable)

extend方法会将后面的可迭代对象的所有项添加到列表中。

2.2 代码测试

  • Test Case 1
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# Code
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
a += b
print(a)
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
a.append(b)
print(a)
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
a.extend(b)
print(a)
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
c = a + b
print(a)
print(c)
a = ['ab', 'cd']
b = 'ef'
a += b
print(a)
a = ['ab', 'cd']
b = 'ef'
a.append(b)
print(a)
a = ['ab', 'cd']
b = 'ef'
a.extend(b)
print(a)
a = ['ab', 'cd']
b = 'ef'
c = a + b
print(a)
print(c)
# Output
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
[1, 2, 3, [4, 5, 6]]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
[1, 2, 3]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
['ab', 'cd', 'e', 'f']
['ab', 'cd', 'ef']
['ab', 'cd', 'e', 'f']
Traceback (most recent call last):
File "list_test.py", line 40, in <module>
c = a + b
TypeError: can only concatenate list (not "str") to list

从输出结果来看,extend+=是等价的,会扩展原有的列表,+只能用来连接列表,且不改变原有的列表,会返回一个新列表,append会往原有列表中添加一个新的元素。

  • Test Case 2
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# Code
import dis
a = ['ab', 'cd']
b = 'ef'
print('Test +')
dis.dis(lambda : a + b)
a = ['ab', 'cd']
b = 'ef'
print('Test extend')
dis.dis(lambda : a.extend(b))
a = ['ab', 'cd']
b = 'ef'
print('Test append')
dis.dis(lambda : a.append(b))
a = ['ab', 'cd']
b = 'ef'
print('Test +=')
#dis.dis(lambda : a += b)
print('Test extend')
dis.dis(compile("s = []; s.extend('abc')", '', 'exec'))
print('Test +=')
dis.dis(compile("s = []; s += 'abc'", '', 'exec'))
# Ouput
Test +
6 0 LOAD_GLOBAL 0 (a)
2 LOAD_GLOBAL 1 (b)
4 BINARY_ADD
6 RETURN_VALUE
Test extend
10 0 LOAD_GLOBAL 0 (a)
2 LOAD_ATTR 1 (extend)
4 LOAD_GLOBAL 2 (b)
6 CALL_FUNCTION 1
8 RETURN_VALUE
Test append
14 0 LOAD_GLOBAL 0 (a)
2 LOAD_ATTR 1 (append)
4 LOAD_GLOBAL 2 (b)
6 CALL_FUNCTION 1
8 RETURN_VALUE
Test +=
Test extend
1 0 BUILD_LIST 0
2 STORE_NAME 0 (s)
4 LOAD_NAME 0 (s)
6 LOAD_ATTR 1 (extend)
8 LOAD_CONST 0 ('abc')
10 CALL_FUNCTION 1
12 POP_TOP
14 LOAD_CONST 1 (None)
16 RETURN_VALUE
Test +=
1 0 BUILD_LIST 0
2 STORE_NAME 0 (s)
4 LOAD_NAME 0 (s)
6 LOAD_CONST 0 ('abc')
8 INPLACE_ADD
10 STORE_NAME 0 (s)
12 LOAD_CONST 1 (None)
14 RETURN_VALUE
# Errors
File "dis_test.py", line 20
dis.dis(lambda : a += b)
^
SyntaxError: invalid syntax

从输出结果来看,++=操作不会进行函数调用,而extendappend执行过程中会进行函数调用,当不注释dis.dis(lambda : a += b)时,执行会报错,虽然extend效果与+=是等价的,但+=在函数中不能使用非局部变量,而extend方法可以。

  • Test case 3
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# Code
class Test():
def __init__(self):
self.a = [1, 2, 3]
def get(self):
return self.a
b = [4, 5, 6]
temp = Test()
print('Before extend')
print(temp.a)
temp.get().extend(b)
print('After extend')
print(temp.a)
print('+= ok')
print('Before +=')
print(temp.a)
temp.a += b
print('After +=')
print(temp.a)
print('+= error')
#temp.get() += b
# Ouput
Before extend
[1, 2, 3]
After extend
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
+= ok
Before +=
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
After +=
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 4, 5, 6]
+= error
# Error
temp.get() += b
^
SyntaxError: can't assign to function call

上面这个例子是对+=extend使用范围的对比。

3. 总结

  • extend效果与+=是等价的,主要差异在于字节码执行的方式不同,extend方法涉及了函数调用,开销更大一些。extend+=应用范围更广,某些情况下只能使用extend
  • +=会将后面的数据添加到原有的列表中,而+会返回一个新的列表,不改变原有列表。+只能连接列表。
  • append方式会将参数作为列表的一项添加到原有的列表中。

References

  1. https://stackoverflow.com/questions/725782/in-python-what-is-the-difference-between-append-and/725882

  2. https://stackoverflow.com/questions/252703/what-is-the-difference-between-pythons-list-methods-append-and-extend

  3. https://docs.python.org/3.6/tutorial/datastructures.html

  4. https://stackoverflow.com/questions/3653298/concatenating-two-lists-difference-between-and-extend

  5. https://stackoverflow.com/questions/39689099/can-someone-explain-this-expression-alena-x-equivalent-to-list-append

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