Python 如何在不使用临时变量的情况下交换元组值？

交换元组中的值：深入了解

在 Python 中，使用元组赋值交换两个变量的值，如 (a, b) = (b, a)可能看起来是一个简单的技巧，但是如果没有临时变量，它是如何在内部工作的？

Stack操作

Python 与左侧分开计算赋值的右侧表达式。一旦计算出右侧，其结果就会存储在堆栈中。然后，使用直接在堆栈上操作的操作码分配左侧名称。

对于具有两个或三个项目的元组分配，Python 使用 ROT_TWO 或 ROT_THREE 操作码直接利用堆栈来交换元素。例如：

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

使用 dis.dis(foo) 反汇编该函数会发现以下内容：

  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        

这里，ROT_TWO 交换了堆栈上的前两个值，有效地反转了a 和 b 的顺序。

元组构造和拆包

用于作业涉及三个以上元素时，Python 在堆栈上构造一个中间元组。考虑这个例子：

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

它的反汇编显示：

  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 从堆栈上的值以相反的顺序构建一个元组。然后，UNPACK_SEQUENCE 弹出元组并将其元素放回堆栈以分配给左侧变量。

优化

虽然 UNPACK_SEQUENCE 对于两个或三个项目分配显得多余，但后面的优化步骤将 BUILD_TUPLE/UNPACK_SEQUENCE 组合替换为更高效的 ROT_TWO 或 ROT_THREE操作码，确保交换机制尽可能简化。

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