Wie erreicht Python den Variablenaustausch ohne temporäre Variablen bei der Tupelzuweisung?

Variablenaustausch ohne temporäre Variablen: Erkundung der Interna der Tupelzuweisung

Pythons Tupelzuweisung ermöglicht den Austausch mehrerer Werte ohne die Verwendung von eine temporäre Variable. Dieser Prozess wirft die Frage auf, wie Python diese scheinbar knifflige Operation bewerkstelligt.

Interner Prozess: Trennung von Bewertung und Zuweisung

Im Gegensatz zu anderen Programmiersprachen trennt Python die Bewertung von Ausdruck auf der rechten Seite aus der Zuweisung auf der linken Seite. Zuerst wird die rechte Seite ausgewertet und das Ergebnis auf den Stapel gelegt. Anschließend werden den Namen auf der linken Seite mithilfe spezifischer Opcodes Werte aus dem Stapel zugewiesen.

Opcode-Optimierung für kleine Zuweisungen

Für Tupelzuweisungen mit nur zwei oder drei Elementen , Python verwendet einfache Operationen:

• LOAD_FAST: Schiebt die Werte von Variablen von der rechten Seite auf die Stapel.
• ROT_TWO (ROT_THREE für Zuweisungen mit drei Elementen): Kehrt die Reihenfolge der obersten Elemente auf dem Stapel um und vertauscht sie effektiv.
• STORE_FAST: Weist die Werte vom Stapel nach links zu -seitige Variablen, die die Zuweisungsreihenfolge von links nach rechts sicherstellen.

Tupelmanipulation für größere Zwecke Zuweisungen

Für Zuweisungen mit mehr als drei Elementen wird ein temporäres Tupel verwendet:

• BUILD_TUPLE: Erstellt ein Tupel aus den Werten auf dem Stapel und kehrt deren Reihenfolge um.
• UNPACK_SEQUENCE: Entnimmt das Tupel vom Stapel und schiebt einzelne Werte zurück auf den Stapel, wodurch die Zuweisung zu mehreren Variablen ermöglicht wird die linke Seite.

Letzter Optimierungsschritt

Nach der Tupelmanipulation ersetzt ein Optimierungsschritt die Kombination BUILD_TUPLE / UNPACK_SEQUENCE durch das effizientere ROT_TWO oder ROT_THREE-Opcodes, insbesondere für kleine Zuweisungen.

Fazit

Pythons Ansatz zur Tupelzuweisung nutzt den Stapel und wendet Opcodes geschickt an, um einen effizienten Austausch von Werten zu erreichen. Durch die Trennung von Bewertung und Zuweisung und die Verwendung einer Strategie, die je nach Anzahl der Elemente variiert, gewährleistet Python eine vielseitige und effiziente Implementierung dieser weit verbreiteten Sprachfunktion.

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