为什么+（plus）可以连接Python中的两个字符串？

Question

我正在学习 Python 困难的学习方式。

w = "This is the left side of..."
e = "a string with a right side."
print w + e

解释为什么用 + 添加两个字符串 w 和 e 会得到更长的字符串。

即使我知道它可以工作，但我不明白为什么以及如何？请帮助我。

Answer 1

+、-、* 和其他运算符将处理任何实现正确方法的操作。由于字符串实现了 __add__(self, other) 方法，您可以使用 +.

添加两个字符串

试试这个：定义您自己的字符串子类并覆盖它的 __add__ 方法：

class BadString(str):
    def __add__(self, other):
        # Ignore both input strings and just return this:
        return "Nothing Useful"

s = BadString("hello")

print("hello" + " world")    # "hello world"
print(s + "world")           # "Nothing Useful"

相同的技术，运算符重载，让您创建类可以使用 built-in 运算符，如 + 或 * 有用，就像可以添加的向量在一起。

Answer 2

当您以这种方式添加（连接）两个字符串时，将调用 class str 的 __add__ 方法。 __add__ 方法是这样工作的，但以下内容并非源代码中的逐字记录：

def __add__(self, str1, str2):
    str3 = [str1] #Convert to list
    str3.append(str2) #Add the second string to the list
    return ''.join(str3) #Return the two joined

示例：

class MyString:
    def __init__(self, initstr):
        self.string = initstr
    def __add__(str1, str2):
        str3 = [str1.string] #Convert to list
        str3.append(str2.string) #Add the second string to the list
        return MyString(''.join(str3)) #Return the two joined

>>> a = MyString("Hello")
>>> b = MyString(" World!")
>>> c = a+b
>>> c.string
'Hello World!'
>>>

Answer 3

Python 使用 + 连接字符串，因为那是 Python 的核心开发人员定义该运算符的方式。

虽然 __add__ special method is normally used to implement the + operator, + (BINARY_ADD bytecode instruction) 确实不调用 str.__add__ 因为 + 在 Python 2 中特别对待字符串和 Python 3. 如果 + 的两个操作数都是字符串，Python 直接调用字符串连接函数，从而无需调用特殊方法。

Python 3 调用 unicode_concatenate (source code):

TARGET(BINARY_ADD) {
    PyObject *right = POP();
    PyObject *left = TOP();
    PyObject *sum;
    if (PyUnicode_CheckExact(left) &&
             PyUnicode_CheckExact(right)) {
        sum = unicode_concatenate(left, right, f, next_instr);
        /* unicode_concatenate consumed the ref to v */
    }
    else {
        sum = PyNumber_Add(left, right);
        Py_DECREF(left);
    }
    ...

Python 2 调用 string_concatenate (source code):

case BINARY_ADD:
    w = POP();
    v = TOP();
    if (PyInt_CheckExact(v) && PyInt_CheckExact(w)) {
        /* INLINE: int + int */
        register long a, b, i;
        a = PyInt_AS_LONG(v);
        b = PyInt_AS_LONG(w);
        /* cast to avoid undefined behaviour
           on overflow */
        i = (long)((unsigned long)a + b);
        if ((i^a) < 0 && (i^b) < 0)
            goto slow_add;
        x = PyInt_FromLong(i);
    }
    else if (PyString_CheckExact(v) &&
             PyString_CheckExact(w)) {
        x = string_concatenate(v, w, f, next_instr);
        /* string_concatenate consumed the ref to v */
        goto skip_decref_vx;
    }
    else {
      slow_add:
        x = PyNumber_Add(v, w);

    ...

此优化自 2004 年以来一直在 Python。来自 issue980695：

... in the attached patch ceval.c special-cases addition of two strings (in the same way as it special-cases addition of two integers already)

但请注意，主要目标不仅仅是消除特殊属性查找。

就其价值而言，str.__add__ 仍按预期工作：

>>> w.__add__(e)
'This is the left side of...a string with a right side.'

和Python将调用str的子类的__add__方法，因为PyUnicode_CheckExact(left) && PyUnicode_CheckExact(right)（或PyString_CheckExact(v) && PyString_CheckExact(w)，在Python 2）上面的代码片段将是错误的：

>>> class STR(str):
...     def __add__(self, other):
...         print('calling __add__')
...         return super().__add__(other)
... 
>>> STR('abc') + STR('def')
calling __add__
'abcdef'

为什么+（plus）可以连接Python中的两个字符串？

Why does + (plus) can concatenate two strings in Python?

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