如何交换python元组中的成员(a,b)=(b,a)在内部工作？

Question

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

如何交换a和b的值在内部工作？它肯定不使用临时变量.

Answer 1

Python将右侧表达式与左侧赋值分开.首先评估右侧,并将结果存储在堆栈中,然后使用从堆栈中再次获取值的操作码分配左侧名称.

对于具有2或3个项目的元组赋值,Python只是直接使用堆栈:

>>> 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(将变量中的值推入堆栈)之后,堆栈顶部成立[a, b].该ROT_TWO码是交换堆栈顶部的两个位置,使堆积现在有[b, a]在顶部.然后,这两个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,然后再次弹出,将值存储在其中b.需要轮换,因为Python保证左侧目标列表中的分配从左到右完成.

对于3名称赋值,ROT_THREE后跟ROT_TWO执行以反转堆栈中的前三项.

对于较长的左侧分配,构建了一个显式元组:

>>> 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        

这里堆栈[d, c, b, a]用于构建一个元组(以相反的顺序,BUILD_TUPLE再次从堆栈中弹出,将生成的元组推入堆栈),然后UNPACK_SEQUENCE再次从堆栈中弹出元组,将所有元素从元组推回到再次堆叠STORE_FAST操作.

后者可能看起来像是一个浪费的操作,但是赋值的右侧可能是完全不同的东西,也许是一个产生元组的函数调用,因此Python解释器不做任何假设并UNPACK_SEQUENCE始终使用操作码.即使对于两个和三个名称的赋值操作也是这样,但是后来的(窥视孔)优化步骤用上面的2或3个参数替换BUILD_TUPLE/ UNPACK_SEQUENCE组合,ROT_TWO并且ROT_THREE效率的操作码.