编程语言为什么不支持 i++ 自增语法

这些语言的使用者在接触 Python 时，可能会疑惑为什么它不提供 ++ 或 -- 的操作呢?

Python 中虽然可能出现 ++i 这种前缀形式的写法，但是它并没有“++”自增操作符，此处只是两个“+”(正数符号)的叠加而已，至于后缀形式的“++”，则完全不支持(SyntaxError: invalid syntax)。

本期“Python为什么”栏目，我们将会从两个主要的角度来回答：Python 为什么不支持 i++ 自增语法?(PS：此处自增指代“自增和自减”，下同)

首先，Python 当然可以实现自增效果，即写成i+=1或者i=i+1，这在其它语言中也是通用的。

虽然 Python 在底层用了不同的魔术方法(__add__()和__iadd__())来完成计算，但表面上的效果完全相同。

所以，我们的问题可以转化成：为什么上面的两种写法会胜过 i++，成为 Python 的最终选择呢?

1. Python 的整数是不可变类型

当我们定义i = 1000时，不同语言会作出不同的处理：

• C 之类的语言(写法 int i = 1000)会申请一块内存空间，并给它“绑定”一个固定的名称 i，同时写入一个可变的值 1000。在这里，i 的地址以及类型是固定的，而值是可变的(在一定的表示范围内)
• Python(写法i = 1000)也会申请一块内存空间，但是它会“绑定”给数字 1000，即这个 1000 的地址以及类型是固定的(immutable)，至于 i，只是一个名称标签贴在 1000 上，自身没有固定的地址和类型

所以当我们令i“自增”时(i=i+1)，它们的处理是不同的：

• C 之类的语言先找到 i 的地址上存的数值，然后令它加 1，操作后新的数值就取代了旧的数值
• Python 的操作过程是把 i 指向的数字加 1，然后把结果绑定到新申请的一块内存空间，再把名称标签 i “贴”到新的数字上。新旧数字可以同时存在，不是取代关系

打一个不太恰当的比方：C 中的 i 就像一个宿主，数字 1000 寄生在它上面;而 Python 中的 1000 像个宿主，名称 i 寄生在它上面。C 中的 i 与 Python 中的 1000，它们则寄生在底层的内存空间上……

还可以这样理解：C 中的变量 i 是一等公民，数字 1000 是它的一个可变的属性;Python 中的数字 1000 是一等公民，名称 i 是它的一个可变的属性。

有了以上的铺垫，我们再来看看i++，不难发现：

• C 之类的语言，i++ 可以表示 i 的数字属性的增加，它不会开辟新的内存空间，也不会产生新的一等公民
• Python 之类的语言，i++ 如果是对其名称属性的操作，那样就没有意义了(总不能按字母表顺序，把 i 变成 j 吧);如果理解成对数字本体的操作，那么情况就会变得复杂：它会产生新的一等公民 1001，因此需要给它分配一个内存地址，此时若占用 1000 的地址，则涉及旧对象的回收，那原有对于 1000 的引用关系都会受到影响，所以只能开辟新的内存空间给 1001

Python 若支持 i++，其操作过程要比 C 的 i++ 复杂，而且其含义也不再是“令数字增加1”(自增)，而是“创建一个新的数字”(新增)，这样的话，“自增操作符”(increment operator)就名不副实了。

Python 在理论上可以实现 i++ 操作，但它就必须重新定义“自增操作符”，还会令有其它语言经验的人产生误解，不如就让大家直接写成i += 1或者 i = i + 1好了。

2. Python 有可迭代对象

C/C++ 等语言设计出 i++，最主要的目的是为了方便使用三段式的 for 结构：

1. for(int i = 0; i < 100; i++){ 
2.     // 执行 xxx 
3. } 

这种程序关心的是数字本身的自增过程，数字做加法与程序体的执行相关联。

Python 中没有这种 for 结构的写法，它提供了更为优雅的方式：

1. for i in range(100): 
2.     # 执行 xxx 
3.  
4. my_list = ["你好", "我是Python猫", "欢迎关注"] 
5. for info in my_list: 
6.     print(info) 

这里体现了不同的思维方式，它关心的是在一个数值范围内的迭代遍历，并不关心也不需要人为对数字做加法。

Python 中的可迭代对象/迭代器/生成器提供了非常良好的迭代/遍历用法，能够做到对 i++ 的完全替代。

例如，上例中实现了对列表内值的遍历，Python 还可以用 enumerate() 实现对下标与具体值的同时遍历：

1. my_list = ["你好", "我是Python猫", "欢迎关注"] 
2. for i, info in enumerate(my_list): 
3.     print(i, info) 
4.  
5. # 打印结果： 
6. 0 你好 
7. 1 我是Python猫 
8. 2 欢迎关注 

再例如对于字典的遍历，Python 提供了 keys()、values()、items() 等遍历方法，非常好用：

1. my_dict = {'a': '1', 'b': '2', 'c': '3'} 
2. for key in my_dict.keys(): 
3.     print(key) 
4.  
5. for key, value in my_dict.items(): 
6.     print(key, value) 

有了这样的利器，哪里还有 i++ 的用武之地呢?

不仅如此，Python 中基本上很少使用i += 1或者 i = i + 1，由于存在着随处可见的可迭代对象，开发者们很容易实现对一个数值区间的操作，也就很少有对于某个数值作累加的诉求了。

所以，回到我们开头的问题，其实这两种“自增”写法并没有胜出 i++ 多少，只因为它们是通用型操作，又不需要引入新的操作符，所以 Python 才延续了一种基础性的支持。真正的赢家其实是各种各样的可迭代对象!

稍微小结下：Python 不支持自增操作符，一方面是因为它的整数是不可变类型的一等公民，自增操作(++)若要支持，则会带来歧义;另一方面主要因为它有更合适的实现，即可迭代对象，对遍历操作有很好的支持。

在过去的几十年间，大量的编程语言被发明、被取代、被修改或组合在一起。尽管人们多次试图创造一种通用的程序设计语言，却没有一次尝试是成功的。之所以有那么多种不同的编程语言存在的原因是，编写程序的初衷其实也各不相同；新手与老手之间技术的差距非常大，而且有许多语言对新手来说太难学；还有，不同程序之间的运行成本（runtime cost）各不相同。