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介绍
Python 有一种叫做加强算术赋值(augmented arithmetic assignment)的货色。可能你不相熟这个叫法,其实就是在做数学运算的同时进行赋值,例如 a -= b 就是减法的加强算术赋值。
加强赋值是在 Python 2.0 版本中 退出进来的。(译注:在 PEP-203 中引入)
分析 -=
因为 Python 不容许笼罩式赋值,所以相比其它有非凡 / 魔术办法的操作,它实现加强赋值的形式可能跟你设想的不齐全一样。
首先,要晓得 a -= b 在语义上与 a = a-b 雷同。但也要意识到,如果你事后晓得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,最起码的益处是能够防止创立一个新对象:如果能够就地批改一个对象,那么返回 self,就比从新结构一个新对象要高效。
因而,Python 提供了一个__isub__() 办法。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)。
如果调用的后果是 NotImplemented,或者基本不存在后果,那么 Python 会退回到惯例的二元算术运算:a – b。
最终无论用了哪种办法,返回值都会被赋值给 a。
上面是简略的伪代码,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
演绎这些办法
因为咱们曾经实现了二元算术运算,因而演绎加强算术运算并不太简单。
通过传入二元算术运算函数,并做一些自省(以及解决可能产生的 TypeError),它能够被丑陋地演绎成:
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 -= 反对 create_binary_inplace_op(_ sub__),且能够推断出其它内容: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。
我发现简直没有人应用 =**
在写本文的代码时,我碰上了 **= 的一个奇怪的测试谬误。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 规范库中的 operator 模块却是失败。
我的代码通常没问题,如果代码与 CPython 的代码之间存在差别,通常会意味着是我哪里出错了。
然而,无论我如许认真地排查代码,我都无奈定位出为什么我的测试会通过,而规范库则失败。
我决定深刻地理解 CPython 外部产生了什么。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();}
而后找到 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), "**=");
}
}
松了口气~ 代码显示如果定义了__ipow__,则会调用它,然而只在没有__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 或者基本不存在返回,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,大概 11 个月前,这个问题被局部地发现,并提交了 bug。我修复了该问题,并在 python-dev 上作了阐明。
截至目前,这仿佛会在 Python 3.10 中修复,咱们还须要在 3.8 和 3.9 的文档中增加对于 **= 有 bug 的告诉(该问题可能很早就有了,但较旧的 Python 版本已处于仅平安保护模式,因而文档不会变更)。
修复的代码很可能不会被移植,因为它是语义上的变动,并且很难判断是否有人意外地依赖了有问题的语义。然而这个问题花了很长时间才被留神到,这就表明 **= 的应用并不宽泛,否则问题早就被发现了。
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