元组内成员的交换 (a,b)=(b,a) 如何在内部工作？

Question

元组内成员的交换 (a,b)=(b,a) 如何在内部工作？

pythontuplespython-internalsiterable-unpacking

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In [55]: a = 5

In [56]: b = 6

In [57]: (a, b) = (b, a)

In [58]: a
Out[58]: 6

In [59]: b
Out[59]: 5

这个交换a和b的值是如何在内部工作的？它绝不是使用一个临时变量。

- praveen

2

你可能会对使用dis查看代码的反汇编感兴趣。剧透：使用了字节码指令ROT_TWO。 - Kevin

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Martijn Pieters · Accepted Answer

Python将右侧表达式与左侧赋值分开。首先计算右侧表达式，结果存储在堆栈上，然后使用从堆栈中获取的操作码对左侧名称进行赋值。

对于具有2或3个项目的元组赋值，Python直接使用堆栈：

>>> import dis
>>> def foo(a, b):
...     a, b = b, a
... 
>>> dis.dis(foo)
  2           0 LOAD_FAST                1 (b)
              3 LOAD_FAST                0 (a)
              6 ROT_TWO             
              7 STORE_FAST               0 (a)
             10 STORE_FAST               1 (b)
             13 LOAD_CONST               0 (None)
             16 RETURN_VALUE

在两个 LOAD_FAST 操作码（将变量的值推送到堆栈上）之后，堆栈顶部保存着 [a, b]。ROT_TWO 操作码交换堆栈上的前两个位置，因此堆栈顶部现在是 [b, a]。然后，两个 STORE_FAST 操作码将这两个值存储在赋值左侧的名称中。第一个 STORE_FAST 弹出堆栈顶部的值并将其放入 a 中，接下来再次弹出并将该值存储在 b 中。需要旋转是因为 Python 保证在左侧目标列表中的赋值是从左到右完成的。

对于一个由3个名称组成的赋值语句，先执行ROT_THREE，然后再执行ROT_TWO，以将栈顶的前三个元素反转。

对于更长的左侧赋值语句，会显式地构建一个元组。

>>> def bar(a, b, c, d):
...     d, c, b, a = a, b, c, d
... 
>>> dis.dis(bar)
  2           0 LOAD_FAST                0 (a)
              3 LOAD_FAST                1 (b)
              6 LOAD_FAST                2 (c)
              9 LOAD_FAST                3 (d)
             12 BUILD_TUPLE              4
             15 UNPACK_SEQUENCE          4
             18 STORE_FAST               3 (d)
             21 STORE_FAST               2 (c)
             24 STORE_FAST               1 (b)
             27 STORE_FAST               0 (a)
             30 LOAD_CONST               0 (None)
             33 RETURN_VALUE

这里使用包含[d, c, b, a]的堆栈来构建元组（按相反顺序，BUILD_TUPLE 再次从堆栈中弹出，将结果元组推送回堆栈），然后 UNPACK_SEQUENCE 再次从堆栈中弹出元组，并将所有元素从元组中推送回堆栈以进行 STORE_FAST 操作。

后者可能看起来像一种浪费的操作，但是赋值语句右侧可能是完全不同的东西，例如调用一个生成元组的函数，因此Python解释器不会做出任何假设，并始终使用UNPACK_SEQUENCE操作码。即使对于两个或三个名称的赋值操作，但稍后（peephole）优化步骤也会将具有2个或3个参数的BUILD_TUPLE/UNPACK_SEQUENCE组合替换为上述的ROT_TWO和ROT_THREE操作码以达到更高的效率。