详解增强算术赋值：“-=”操作是怎么实现的？

序言

信州网站制作公司哪家好，找创新互联！从网页设计、网站建设、微信开发、APP开发、成都响应式网站建设公司等网站项目制作，到程序开发，运营维护。创新互联2013年至今到现在10年的时间，我们拥有了丰富的建站经验和运维经验，来保证我们的工作的顺利进行。专注于网站建设就选创新互联。

本文是 Python语法糖系列文章之一。最新的源代码可以在 desugar 项目中找到(https://github.com/brettcannon/desugar)。

介绍

Python 有一种叫做增强算术赋值(augmented arithmetic assignment)的东西。可能你不熟悉这个叫法，其实就是在做数学运算的同时进行赋值，例如 a -= b 就是减法的增强算术赋值。

增强赋值是在 Python 2.0 版本中加入进来的。(译注：在 PEP-203 中引入)

剖析 -=

因为 Python 不允许覆盖式赋值，所以相比其它有特殊/魔术方法的操作，它实现增强赋值的方式可能跟你想象的不完全一样。

首先，要知道a -= b在语义上与 a = a-b 相同。但也要意识到，如果你预先知道要将一个对象赋给一个变量名，相比a - b 的盲操作，就可能会更高效。

例如，最起码的好处是可以避免创建一个新对象：如果可以就地修改一个对象，那么返回 self，就比重新构造一个新对象要高效。

因此，Python 提供了一个__isub__() 方法。如果它被定义在赋值操作的左侧(通常称为 lvalue)，则会调用右侧的值(通常称为 rvalue )。所以对于a -= b ，就会尝试去调用 a.__isub__(b)。

如果调用的结果是 NotImplemented，或者根本不存在结果，那么 Python 会退回到常规的二元算术运算：a - b。(译注：作者关于二元运算的文章，译文在此)

最终无论用了哪种方法，返回值都会被赋值给 a。

下面是简单的伪代码，a -= b 被分解成：

 
 
 
 
  
  
  
  # 实现 a -= b 的伪代码 
  
  
  
  if hasattr(a, "__isub__"): 
  
  
  
      _value = a.__isub__(b) 
  
  
  
      if _value is not NotImplemented: 
  
  
  
          a = _value 
  
  
  
      else: 
  
  
  
          a = a - b 
  
  
  
      del _value 
  
  
  
   else: 
  
  
  
       a = a - b

归纳这些方法

由于我们已经实现了二元算术运算，因此归纳增强算术运算并不太复杂。

通过传入二元算术运算函数，并做一些自省(以及处理可能发生的 TypeError)，它可以被漂亮地归纳成：

 
 
 
 
  
  
  
  def _create_binary_inplace_op(binary_op: _BinaryOp) -> Callable[[Any, Any], Any]: 
  
  
  
   
  
  
  
      binary_operation_name = binary_op.__name__[2:-2] 
  
  
  
      method_name = f"__i{binary_operation_name}__" 
  
  
  
      operator = f"{binary_op._operator}=" 
  
  
  
   
  
  
  
      def binary_inplace_op(lvalue: Any, rvalue: Any, /) -> Any: 
  
  
  
          lvalue_type = type(lvalue) 
  
  
  
          try: 
  
  
  
              method = debuiltins._mro_getattr(lvalue_type, method_name) 
  
  
  
          except AttributeError: 
  
  
  
              pass 
  
  
  
          else: 
  
  
  
              value = method(lvalue, rvalue) 
  
  
  
              if value is not NotImplemented: 
  
  
  
                  return value 
  
  
  
          try: 
  
  
  
              return binary_op(lvalue, rvalue) 
  
  
  
          except TypeError as exc: 
  
  
  
              # If the TypeError is due to the binary arithmetic operator, suppress 
  
  
  
              # it so we can raise the appropriate one for the agumented assignment. 
  
  
  
              if exc._binary_op != binary_op._operator: 
  
  
  
                  raise 
  
  
  
          raise TypeError( 
  
  
  
              f"unsupported operand type(s) for {operator}: {lvalue_type!r} and {type(rvalue)!r}" 
  
  
  
          ) 
  
  
  
   
  
  
  
      binary_inplace_op.__name__ = binary_inplace_op.__qualname__ = method_name 
  
  
  
      binary_inplace_op.__doc__ = ( 
  
  
  
          f"""Implement the augmented arithmetic assignment `a {operator} b`.""" 
  
  
  
      ) 
  
  
  
      return binary_inplace_op

这使得定义的 -= 支持 _create_binary_inplace_op(__ sub__)，且可以推断出其它内容：函数名、调用什么 __i*__ 函数，以及当二元算术运算出问题时，该调用哪个可调用对象。

我发现几乎没有人使用**=

在写本文的代码时，我碰上了 **= 的一个奇怪的测试错误。在所有确保 __pow__ 会被适当地调用的测试中，有个测试用例对于 Python 标准库中的operator 模块却是失败。

我的代码通常没问题，如果代码与 CPython 的代码之间存在差异，通常会意味着是我哪里出错了。

但是，无论我多么仔细地排查代码，我都无法定位出为什么我的测试会通过，而标准库则失败。

我决定深入地了解 CPython 内部发生了什么。从反汇编字节码开始：

 
 
 
 
  
  
  
  >>> def test(): a **= b 
  
  
  
  ...  
  
  
  
  >>> import dis 
  
  
  
  >>> dis.dis(test) 
  
  
  
    1           0 LOAD_FAST                0 (a) 
  
  
  
                2 LOAD_GLOBAL              0 (b) 
  
  
  
                4 INPLACE_POWER 
  
  
  
                6 STORE_FAST               0 (a) 
  
  
  
                8 LOAD_CONST               0 (None) 
  
  
  
               10 RETURN_VALUE

通过它，我找到了在 eval 循环中的INPLACE_POWER：

 
 
 
 
  
  
  
  case TARGET(INPLACE_POWER): { 
  
  
  
         PyObject *exp = POP(); 
  
  
  
         PyObject *base = TOP(); 
  
  
  
         PyObject *res = PyNumber_InPlacePower(base, exp, Py_None); 
  
  
  
         Py_DECREF(base); 
  
  
  
         Py_DECREF(exp); 
  
  
  
         SET_TOP(res); 
  
  
  
         if (res == NULL) 
  
  
  
             goto error; 
  
  
  
         DISPATCH(); 
  
  
  
     }

出处：https://github.com/python/cpython/blob/v3.8.3/Python/ceval.c#L1677

然后找到PyNumber_InPlacePower()：

 
 
 
 
  
  
  
  PyObject * 
  
  
  
  PyNumber_InPlacePower(PyObject *v, PyObject *w, PyObject *z) 
  
  
  
  { 
  
  
  
      if (v->ob_type->tp_as_number && 
  
  
  
          v->ob_type->tp_as_number->nb_inplace_power != NULL) { 
  
  
  
          return ternary_op(v, w, z, NB_SLOT(nb_inplace_power), "**="); 
  
  
  
      } 
  
  
  
      else { 
  
  
  
          return ternary_op(v, w, z, NB_SLOT(nb_power), "**="); 
  
  
  
      } 
  
  
  
  }

出处：https://github.com/python/cpython/blob/v3.8.3/Objects/abstract.c#L1172

松了口气~代码显示如果定义了__ipow__，则会调用它，但是只在没有__ipow__ 时，才会调用__pow__。

然而，正确的做法应该是：如果调用__ipow__ 时出问题，返回了 NotImplemented 或者根本不存在返回，那么就应该调用 __pow__ 和__rpow__。

换句话说，当存在__ipow__时，以上代码会意外地跳过 a**b 的后备语义!

实际上，大约11个月前，这个问题被部分地发现，并提交了 bug。我修复了该问题，并在 python-dev 上作了说明。

截至目前，这似乎会在 Python 3.10 中修复，我们还需要在 3.8 和 3.9 的文档中添加关于 **= 有 bug 的通知(该问题可能很早就有了，但较旧的 Python 版本已处于仅安全维护模式，因此文档不会变更)。

修复的代码很可能不会被移植，因为它是语义上的变化，并且很难判断是否有人意外地依赖了有问题的语义。但是这个问题花了很长时间才被注意到，这就表明 **= 的使用并不广泛，否则问题早就被发现了。

原题 | Unravelling augmented arithmetic assignment

作者 | Brett Cannon

本文转载自微信公众号「Python猫」，可以通过以下二维码关注。转载本文请联系Python猫公众号。

名称栏目：详解增强算术赋值：“-=”操作是怎么实现的？
网页地址：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news44/547194.html

网站建设、网络推广公司-创新互联，是专注品牌与效果的网站制作，网络营销seo公司；服务项目有等

声明：本网站发布的内容（图片、视频和文字）以用户投稿、用户转载内容为主，如果涉及侵权请尽快告知，我们将会在第一时间删除。文章观点不代表本网站立场，如需处理请联系客服。电话：028-86922220；邮箱：631063699@qq.com。内容未经允许不得转载，或转载时需注明来源：创新互联

猜你还喜欢下面的内容