Python为什么只需一条语句a,b=b,a

本文主要讲解Python为什么只需要一个语句a，b=b，a，本文的讲解内容简单明了，易学易懂。请大家跟着小编的思路去研究学习为什么Python只需要一个语句a，b=b，a！

最明显的例子是多重赋值，即在一条语句中同时给多个变量赋值：

x，y=1，2print(x，y)# result: 12在本例中，赋值运算符“=”右侧的两个数字将存储在一个元组中，该元组将变为(1，2)，然后依次解包并赋给“=”左侧的两个变量。

如果我们直接写x=1，2，然后打印出x，或者在“=”的右边写一个元组，我们可以确认这一点：

X=1，2print(x)# result: (1，2)x，y=(1，2)print(x，y)# result: 12一些博客或者微信官方账号文章介绍这个功能的时候，通常会举一个例子，就是基于两个变量，直接交换它们的值：

x，y=1，2x，y=y，xprint(x，y)#结果：21一般来说，交换两个变量的操作需要引入第三个变量。原因很简单。如果你想换两个杯子里的水，你自然需要第三个容器作为中转。

但是，Python不需要中间变量，其形式与前面的解包赋值相同。因为这种形式相似，很多人误以为Python的变量交换操作也是基于拆包操作。

但事实是这样吗？

我搜索了一下，发现有人试图回答这个问题，但是他们的回答不够全面。当然，很多都是错误的答案，更多的人只是知道为什么，却从来不想知道为什么。

先把这篇文章的答案放出来：Python的交换变量操作并不完全基于解包操作，有时是，有时不是！

你觉得这个答案很神奇吗？是不是闻所未闻？

这到底是怎么回事？我们先来看看标题中最简单的两个变量。让我们来看看dis黑仔上编译的字节码：

上图有两个窗口，可以方便的比较“a，b=b，a”和“a，b=1，2”的区别：

“a，b=b，a”操作：两个LOAD_FAST从局部作用域读取变量的引用并存储到堆栈中，接下来是最关键的ROT_TWO操作，将交换两个变量的引用值，然后两个STORE_FAST将堆栈中的变量写入局部作用域。

“a，b=1，2”操作：第一步，LOAD_CONST将栈上“=”右边的两个数作为元组；第二步，UNPACK_SEQUENCE就是对序列进行解包，然后将解包后的结果写入局部作用域的变量中。

显然，这两种类似的写作形式实际上并没有完成相同的操作。在交换变量的操作中，没有打包和解包的步骤！

ROT_TWO指令是CPython解释器为栈顶的两个元素实现的快捷操作，改变它们指向的引用对象。

还有两个类似的指令ROT_THREE和ROT_FOUR，分别是三个变量和四个变量的快速交换(来自ceval.c文件，最新分支3.9):

预定义的堆栈顶部操作如下：

查看官方文件中对这些说明的解释，其中3.8版新增ROT_FOUR:

ROT _ twiswapsthetwootop-most stack

 items.   ROT_THREE  Lifts second and third stack item one position up, moves top down to position three.   ROT_FOUR  Lifts second, third and forth stack items one position up, moves top down to position four. New in version 3.8.

CPython 应该是以为这几种变量的交换操作很常见，因此才提供了专门的优化指令。就像 [-5,256] 这些小整数被预先放到了整数池里一样。

对于更多变量的交换操作，实际上则会用到前面说的解包操作：

截图中的 BUILD_TUPLE 指令会将给定数量的栈顶元素创建成元组，然后被 UNPACK_SEQUENCE 指令解包，再依次赋值。

值得一提的是，此处之所以比前面的“a,b=1,2”多出一个 build 操作，是因为每个变量的 LOAD_FAST 需要先单独入栈，无法直接被组合成  LOAD_CONST 入栈。也就是说，“=”号右侧有变量时，不会出现前文中的 LOAD_CONST 一个元组的情况。

最后还有一个值得一提的细节，那几个指令是跟栈中元素的数量有关，而不是跟赋值语句中实际交换的变量数有关。看一个例子就明白了：

分析至此，你应该明白前文中的结论是怎么回事了吧?

我们稍微总结一下：

• Python 能在一条语句中实现多重赋值，这是利用了序列解包的特性

• Python 能在一条语句中实现变量交换，不需引入中间变量，在变量数少于 4 个时(3.8 版本起是少于 5 个)，CPython 是利用了 ROT_*  指令来交换栈中的元素，当变量数超出时，则是利用了序列解包的特性。

• 序列解包是 Python 的一大特性，但是在本文的例子中，CPython 解释器在小小的操作中还提供了几个优化的指令，这绝对会超出大多数人的认知

感谢各位的阅读，以上就是“Python为什么只需一条语句a,b=b,a”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对Python为什么只需一条语句a,b=b,a这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！