Python 如何在不使用臨時變數的情況下交換元組值？

交換元組中的值：深入了解

在Python 中，使用元組賦值交換兩個變數的值，如(a, b) = ( b, a)可能看起來是一個簡單的技巧，但是如果沒有臨時變量，它是如何在內部工作的？

Stack運算

Python 與左側分開計算賦值的右側表達式。一旦計算出右側，其結果就會儲存在堆疊中。然後，使用直接在堆疊上操作的操作碼分配左側名稱。

對於具有兩個或三個項目的元組分配，Python 使用 ROT_TWO 或 ROT_THREE 操作碼直接利用堆疊來交換元素。例如：

def foo(a, b):
    a, b = b, a

使用dis.dis(foo) 反彙編此函數會發現以下內容：

  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        

這裡，ROT_TWO 交換了堆疊上的前兩個值，有效地反轉了a 和b 的順序。

元組構造和拆包

用於作業涉及三個以上元素時，Python 在堆疊上建構一個中間元組。考慮這個例子：

def bar(a, b, c, d):
    d, c, b, a = a, b, c, d

它的反彙編顯示：

  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        

BUILD_TUPLE 從堆疊上的值以相反的順序建立一個元組。然後，UNPACK_SEQUENCE 彈出元組並將其元素放回堆疊以分配給左側變數。

最佳化

雖然UNPACK_SEQUENCE 對於兩個或三個項目分配顯得多餘，但後面的最佳化步驟將BUILD_TUPLE/UNPACK_SEQUENCE 組合替換為更有效率的ROT_TWO 或ROT_THREE操作碼，確保交換機制盡可能簡化。

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