什么

Question

我了解条件表达式（或三元运算符）在Python中是惰性的。它们代表条件执行，而不是条件选择。换句话说，以下内容仅评估a或b中的一个：

c = a if condition else b

我想知道的是如何在内部实现。 Python是否会按以下方式转换为if语句？如果是，转换会在什么阶段进行？

if condition:
    c = a
else:
    c = b

还是三元运算符实际上是一个完全独立定义的不同且单独的表达式？如果是这样，我可以访问CPython代码中的条件表达式吗？

我看过下面的内容，这些内容解释了三元运算符的作用，但没有一个人弄清楚它们的实现方式：

编辑：您可以假定CPython参考实现。

Answer 1

Python不必转换任何东西，如果愿意的话也可以。

通过使用language grammar解析为abstract syntax tree来解析条件表达式，然后将其编译为字节码。您可以使用ast.parse() function来生成AST：

>>> import ast
>>> ast.parse('c = a if condition else b').body[0]  # first statement in the tree
<_ast.Assign object at 0x10f05c550>
>>> ast.dump(ast.parse('c = a if condition else b').body[0])
"Assign(targets=[Name(id='c', ctx=Store())], value=IfExp(test=Name(id='condition', ctx=Load()), body=Name(id='a', ctx=Load()), orelse=Name(id='b', ctx=Load())))"

请注意为分配产生的AST中的ast.IfExp()节点；这是条件表达式的专用节点。它具有test，body和orelse部分，分别代表构成条件的3个表达式，即真假部分。 ast module Abstract Grammar section中对此进行了记录：

expr = [...]
     | [...]
     | IfExp(expr test, expr body, expr orelse)

这表明每个元素的类型是另一个expr表达式节点。

然后，将分析树编译为字节码，该字节码使用堆栈根据测试有条件地跳转到右侧部分；我们可以将ast.parse()产生的AST直接传递给compile() function，然后dis module让我们看一下由编译产生的字节码的人性化形式：

>>> import dis
>>> dis.dis(compile(ast.parse('c = a if condition else b'), '', 'exec'))
  1           0 LOAD_NAME                0 (condition)
              2 POP_JUMP_IF_FALSE        8
              4 LOAD_NAME                1 (a)
              6 JUMP_FORWARD             2 (to 10)
        >>    8 LOAD_NAME                2 (b)
        >>   10 STORE_NAME               3 (c)
             12 LOAD_CONST               0 (None)
             14 RETURN_VALUE

因此，如果条件为false，则解释器循环将跳转到指令8，否则将执行指令4和6，而指令6将跳转到指令10（经过else表达式）。最终结果是指令4或指令8将新结果放在栈顶，以使STORE_NAME移动到变量。

一条if语句导致一个不同的AST节点，结果字节码 happens 非常相似，因为它也会使用跳转。但是编译器将它们视为不同的语法，并且已经。

表达式和语句是编程语言的两个非常不同的基本构建块。语句可以包含表达式，但是表达式不能包含语句，只能包含其他表达式。表达式可以产生一个值（供周围的语法使用），但语句不能。因此，Python必须将条件表达式与语句区别对待，因为语法分析器知道何时需要语句以及何时允许表达式。如果将条件表达式转换为语句，则无法将这样的表达式用作更大的表达式的一部分！

由于if语句不是表达式，因此它不会返回一个值（因为只有表达式才能产生值），因此最终的字节码不会在堆栈的顶部产生要由周围的Python代码使用的值（没有c = if condition : ...）。 if语句包含一个条件表达式和一个 suite ，该表达式必须始终由更多的语句组成（存在诸如“ expression statement”之类的内容，您只需在表达式中放置一个表达式（例如，1 + 1在一行中），这些语句就可以像分配或“返回”功能一样“做些事情”，但是它们所做的却无济于事if返回一些东西。

这反映在if语句的AST节点定义中：

stmt =  [...]
      | [...]
      | If(expr test, stmt* body, stmt* orelse)

因此，对于If节点，test是唯一的表达式节点，并且body和orelse都由零个或更多语句组成。 orelse部分将保存任何elif ...:个测试，作为另外的If()个节点，或者保留任何其他类型的语句以形成无条件的else:。使用零个或多个元素，您将无法期待一个结果。

因此，这并非CPython所独有，这适用于所有Python实现。 Python 语法不是实现细节。

Answer 2

Python是否将如下所示转换为if语句

差不多。

import dis

def trenary():
    x = 'a' if 1 == 1 else 'b'

def normal_if():
    if 1 == 1:
        c = 'a'
    else:
        c = 'b'

print('trenary')
dis.dis(trenary)
print()
print('normal if')
dis.dis(normal_if)

这将输出：

trenary
 68           0 LOAD_CONST               1 (1)
              2 LOAD_CONST               1 (1)
              4 COMPARE_OP               2 (==)
              6 POP_JUMP_IF_FALSE       12
              8 LOAD_CONST               2 ('a')
             10 JUMP_FORWARD             2 (to 14)
        >>   12 LOAD_CONST               3 ('b')
        >>   14 STORE_FAST               0 (x)
             16 LOAD_CONST               0 (None)
             18 RETURN_VALUE

normal if
 71           0 LOAD_CONST               1 (1)
              2 LOAD_CONST               1 (1)
              4 COMPARE_OP               2 (==)
              6 POP_JUMP_IF_FALSE       14

 72           8 LOAD_CONST               2 ('a')
             10 STORE_FAST               0 (c)
             12 JUMP_FORWARD             4 (to 18)

 74     >>   14 LOAD_CONST               3 ('b')
             16 STORE_FAST               0 (c)
        >>   18 LOAD_CONST               0 (None)
             20 RETURN_VALUE

除了JUMP_FORWARD的位置和@ L3viathan指出的附加STORE_FAST的位置以外，这些外观几乎相同。

我们也得到几乎相同的执行时间（差异可以忽略不计）：

from timeit import Timer

print(min(Timer(trenary).repeat(5000, 5000)))
print(min(Timer(normal_if).repeat(5000, 5000)))
# 0.0006442809999998023
# 0.0006442799999994975

关于何时发生这种转换，我会在“编译”为字节码的过程中假设。

Answer 3

什么

如果您要问什么，那么为了最好地理解它，您需要了解功能和过程之间的区别。一个可以转换为另一个，但是两者都可以独立查看，您不必将一个转换为另一个即可理解它们。

value_a if condition else value_b是有效的，并返回值value_a或value_b。

if condition then:
   do_a
else:
   do_b

是程序性的，它执行do_a或do_b。

注意：程序是关于执行，执行，然后执行或执行的操作。功能是关于价值的，是这个还是那个。

方法

如果您问如何做，那么您将需要查看其中一种实现的源代码。请注意，只要行为正确，每个实现都不必以相同的方式进行操作。

如何在Python中实现三元运算符

3 个答案:

什么

方法