Python三操作数比较在底层是如何工作的？

Question

请问如何解释链式比较的句法分析树长什么样子？

据我理解，大多数语言都是基于运算符结合性构造节点，因此在 a < b < c 中，将会有一个布尔值作为左操作数或右操作数。

但在Python中，这种表达式几乎等同于 a < b and b < c（其中 b 只被计算一次）。

这种转换的生成语法规则是什么？基本上，Python解释器在这种情况下如何构造解析树？

- Alexander Reshytko

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语法规则简单来说就是：comparison: expr (comp_op expr)*。 - Martijn Pieters

这种表达式几乎等同于 a < b and b < c。a < b < c 与 a < b and b < c 完全相同，只是保证 b 表达式最多被评估一次。 - PM 2Ring

@PM2Ring 是的，这就是为什么我写了“几乎”，如果在计算中没有副作用，它们是等价的。 - Alexander Reshytko

明白了。我只是为了其他读者的好处添加了我的评论。 - PM 2Ring

Answer 1

比较语法在这里并不是那么有趣，它只是让您将多个比较器附加到运算符上：

comparison    ::=  or_expr ( comp_operator or_expr )*
comp_operator ::=  "<" | ">" | "==" | ">=" | "<=" | "!="
                   | "is" ["not"] | ["not"] "in"

那么让我们直接询问Python解析器，使用ast模块（它只会向Python编译器请求返回抽象语法树）：

>>> import ast
>>> ast.dump(ast.parse('a > b > c', mode='eval'))
"Expression(body=Compare(left=Name(id='a', ctx=Load()), ops=[Gt(), Gt()], comparators=[Name(id='b', ctx=Load()), Name(id='c', ctx=Load())]))"

因此，只有一个单一的比较节点，具有多个运算符和比较器：

Compare(
    left=Name(id='a'),
    ops=[Gt(), Gt()],
    comparators=[Name(id='b'), Name(id='c')])

这使解释器可以根据需要评估比较器（例如，如果 a < b 为假，则无需考虑剩余的比较器）。

生成的字节码使用条件跳转来跳过剩余的比较：

>>> import dis
>>> dis.dis(compile('a > b > c', '', 'eval'))
  1           0 LOAD_NAME                0 (a)
              2 LOAD_NAME                1 (b)
              4 DUP_TOP
              6 ROT_THREE
              8 COMPARE_OP               4 (>)
             10 JUMP_IF_FALSE_OR_POP    18
             12 LOAD_NAME                2 (c)
             14 COMPARE_OP               4 (>)
             16 RETURN_VALUE
        >>   18 ROT_TWO
             20 POP_TOP
             22 RETURN_VALUE

- Martijn Pieters