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python - 为什么dict不支持算术？

问题描述

在 Python 中，可以对列表和元组求和，例如

>>> print([1, 2] + [4, 5]) 
>>> [1, 2, 4, 5]

>>> print((1, 2) + (4, 5))
>>> (1, 2, 3, 4)

但是尝试对 dicts 做同样的事情会引发：

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict'

update()我想在合并两个具有相同键的字典时可能会有相同的行为：

>>> foo = {'a': 10, 'b': 20}
>>> bar = {'a': 20}
>>> foo.update(bar)
>>> print(foo)
>>> {'a': 20, 'b': 20}

为什么这些操作数没有实现？有任何优化问题还是设计问题？

标签： pythonpython-internals

解决方案

2020 年 5 月更新： 本答案中讨论的PEP 584已于 2020 年 2 月被接受，并将成为 Python 3.9 中的一项功能。我认为下面的讨论是我最初答案的一部分，今天仍然具有相关性，我暂时将其保留为上下文。

原答案：

这已被考虑（见PEP 584）。但是，也存在一些问题。那里考虑了一些非常有趣的观点，绝对值得一读。主要是：如果发生冲突（即我们要添加的字典中重复相同的键）会发生什么？此外，具有不可交换的加法运算也不是很好，并且重复的加法不等于乘法。

有关反对的详细列表，请参阅PEP 584：主要反对。

让我们简单地回顾一下（下面的讨论可以看作是对 PEP 584 的总结，我仍然建议你去阅读它）：

字典加法不可交换

这源于这样一个事实，即如果我们试图加起来的两个字典中存在键，那么最好的解决方案可能是选择“获胜方”。我的意思是，如果可以添加 dict，那么下面的代码应该做什么：

dictA = {"key1": 1, "key2": 2}
dictB = {"key1": 3, "key2": 4}

dictC = dictA + dictB
print(dictC) # ???

dictA + dictB具有与 相似的结果是有意义的dictA.update(dictB)，其中dictB将“覆盖”两个字典中重复的键的值。然而，这导致了问题：

我们希望加法运算是可交换的，但dictA + dictB不同于dictB + dictA.

一个反驳的论点是已经存在不可交换的加法运算，例如列表或字符串加法：

listA = [1, 2]
listB = [3, 4]

print(listA + listB) # [1, 2, 3, 4]
print(listB + listA) # [3, 4, 1, 2]

话虽如此，我敢打赌大多数人并不介意，因为很自然地认为listA + listB是列表连接，当给定一个表达式时，我们直观地知道会发生什么（字符串添加/连接也是如此）。自然而然地，它listB + listA会返回一些不同的东西。但是，推断会产生什么并不明显dictA + dictB（这是主观的，但我认为大多数人都会同意这一点）。

请注意，还有其他可能的解决冲突的方法，但它们都有自己的问题。

字典添加将是低效的

考虑将许多字典添加在一起：

dictA + dictB + dictC + dictD ...

字典添加不能很好地扩展，并且允许这样的表达可能会鼓励不良做法。这又是主观的（就像所有这些反对意见一样），但这似乎是一个普遍的问题。

重复加法应该等价于乘法

我之前提到过这个。如果允许加法，人们会期望有一个表示重复加法的乘法运算符，类似于列表和字符串可能的情况：

listA = [1, 2]
stringA = 'abc'
dictA = {"key1": 1, "key2": 2}

print( listA*3 ) # [1, 2, 1, 2, 1, 2] -- similar to listA + listA + listA
print( stringA*3) # abcabcabc -- similar to stringA + stringA + stringA
print( dictA*3) # ???

我们将如何以自然的方式处理这个问题？

字典加法是有损的

如果我们以同样的方式处理冲突dictA.update(dictB)，那么这将导致一个丢失数据的加法操作，而没有其他形式的加法是有损的。

Dict contains tests will fail

我们希望a in a+b这是真的，这也适用于其他类型，例如字符串和元组：

print(stringA in stringA + stringB) # True

这是有争议的，因为这不适用于其他系列。

只有一种方法 - 不止一种方法

高度主观且值得商榷，但许多人认为，没有一种“自然”的方式来处理冲突这一事实违反了 Python 之禅中的一项原则：

应该有一种——最好只有一种——明显的方法来做到这一点。

字典加法不像连接

同样，源自字典中添加的另一个反对意见与其他集合（例如列表）中的添加不同。有些人认为这是有问题的：

len(dictA + dictB) == len(dictA) + len(dictB) # False

字典添加使代码更难理解

最后，PEP 584 中列出的最后一个反对意见是我们一次又一次地讨论过的，dictA + dictB不直观，而且很难知道那段代码会做什么。

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