花下貓語： 本篇譯文仍是 Brett 大佬的“Python語法糖”系列，他在演示“-=”操作的實作時，竟發現 CPython 的一個 bug，順手就修復了，這才是大佬……
原題 | Unravelling augmented arithmetic assignment
作者 | Brett Cannon
譯者 | 豌豆花下貓（“Python貓”公眾號作者）
宣告 | 本翻譯是出于交流學習的目的，基于 CC BY-NC-SA 4.0 授權協議，為便于閱讀，內容略有改動，
序言
本文是 Python語法糖 系列文章之一，最新的源代碼可以在 desugar 專案中找到（https://github.com/brettcannon/desugar），
介紹
Python 有一種叫做增強算術賦值（augmented arithmetic assignment）的東西，可能你不熟悉這個叫法，其實就是在做數學運算的同時進行賦值，例如 a -= b 就是減法的增強算術賦值，
增強賦值是在 Python 2.0 版本中 加入進來的，（譯注：在 PEP-203 中引入）
剖析-=
因為 Python 不允許覆寫式賦值，所以相比其它有特殊/魔術方法的操作，它實作增強賦值的方式可能跟你想象的不完全一樣，
首先，要知道a -= b在語意上與 a = a-b 相同，但也要意識到，如果你預先知道要將一個物件賦給一個變數名，相比a - b 的盲操作，就可能會更高效，
例如，最起碼的好處是可以避免創建一個新物件：如果可以就地修改一個物件，那么回傳 self，就比重新構造一個新物件要高效，
因此，Python 提供了一個__isub__() 方法，如果它被定義在賦值操作的左側（通常稱為 lvalue），則會呼叫右側的值（通常稱為 rvalue ），所以對于a -= b ，就會嘗試去呼叫 a.__isub__(b)，
如果呼叫的結果是 NotImplemented，或者根本不存在結果，那么 Python 會退回到常規的二元算術運算：a - b，（譯注：作者關于二元運算的文章，譯文在此）
最終無論用了哪種方法，回傳值都會被賦值給 a，
下面是簡單的偽代碼，a -= b 被分解成：
# 實作 a -= b 的偽代碼
if hasattr(a, "__isub__"):
_value = https://www.cnblogs.com/pythonista/p/a.__isub__(b)
if _value is not NotImplemented:
a = _value
else:
a = a - b
del _value
else:
a = a - b
歸納這些方法
由于我們已經實作了二元算術運算，因此歸納增強算術運算并不太復雜，
通過傳入二元算術運算函式，并做一些自省（以及處理可能發生的 TypeError），它可以被漂亮地歸納成：
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 = https://www.cnblogs.com/pythonista/p/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
這使得定義的 -= 支持 _create_binary_inplace_op(__ sub__)，且可以推斷出其它內容：函式名、呼叫什么 __i*__ 函式，以及當二元算術運算出問題時，該呼叫哪個可呼叫物件，
我發現幾乎沒有人使用**=
在寫本文的代碼時，我碰上了 **= 的一個奇怪的測驗錯誤，在所有確保 __pow__ 會被適當地呼叫的測驗中，有個測驗用例對于 Python 標準庫中的operator 模塊卻是失敗，
我的代碼通常沒問題，如果代碼與 CPython 的代碼之間存在差異，通常會意味著是我哪里出錯了，
但是，無論我多么仔細地排查代碼，我都無法定位出為什么我的測驗會通過，而標準庫則失敗，
我決定深入地了解 CPython 內部發生了什么，從反匯編位元組碼開始：
>>> 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
通過它，我找到了在 eval 回圈中的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();
}
出處：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), "**=");
}
}
出處：https://github.com/python/cpython/blob/v3.8.3/Objects/abstract.c#L1172
松了口氣~代碼顯示如果定義了__ipow__，則會呼叫它，但是只在沒有__ipow__ 時，才會呼叫__pow__，
然而，正確的做法應該是：如果呼叫__ipow__ 時出問題，回傳了 NotImplemented 或者根本不存在回傳，那么就應該呼叫 __pow__ 和__rpow__，
換句話說，當存在__ipow__ 時，以上代碼會意外地跳過 a**b 的后備語意！
實際上，大約11個月前，這個問題被部分地發現，并提交了 bug，我修復了該問題，并在 python-dev 上作了說明，
截至目前，這似憾訓在 Python 3.10 中修復，我們還需要在 3.8 和 3.9 的檔案中添加關于 **= 有 bug 的通知（該問題可能很早就有了，但較舊的 Python 版本已處于僅安全維護模式，因此檔案不會變更），
修復的代碼很可能不會被移植，因為它是語意上的變化，并且很難判斷是否有人意外地依賴了有問題的語意，但是這個問題花了很長時間才被注意到，這就表明 **= 的使用并不廣泛，否則問題早就被發現了，
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/4504.html
標籤：Python
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