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python常量折叠基础知识点讲解

2021-02-28 16:54:53 来源:易采站长站 作者:

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python常量折叠基础知识点讲解

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1、概念

所谓常量折叠,指的是在编译时就查找并计算常量表达式,而不是在运行时再对其进行计算,从而会使运行时更加精简和快速。

2、实例

在 Python 中,我们可以使用反汇编模块(Disassembler)获取 CPython 字节码,从而更好地了解代码执行的过程。

当使用dis模块反汇编上述常量表达式时,我们会得到以下字节码:

>>> import dis
>>> dis.dis("day_sec = 24 * 60 * 60")
    0 LOAD_CONST        0 (86400)
    2 STORE_NAME        0 (day_sec)
    4 LOAD_CONST        1 (None)
    6 RETURN_VALUE

从字节码中可以看出,它只有一个LOAD_CONST ,以及一个已经计算好的值86400。

这表明 CPython 解释器在解析和构建抽象语法树期间,会折叠常量表达式 24 * 60 * 60,并将其替换为计算值 86400。

知识点扩展:

常量折叠的外部细节

当初,咱们将重点转移到外部的实现细节,即关注 CPython 在哪里以及如何实现常量折叠。

所有的 AST 优化(包含常量折叠)都能够在 ast_opt.c 文件中找到。根本的开始函数是 astfold_expr,它会折叠 Python 源码中蕴含的所有表达式。

这个函数以递归形式遍历 AST,并试着折叠每个常量表达式,如上面的代码片段所示:

astfold_expr 在折叠某个表达式之前,会尝试折叠其子表达式(操作对象),而后将折叠操作代理给特定的表达式折叠函数。

特定操作的折叠函数对表达式求值,并返回计算后的常数,而后将其放入 AST 中。

例如,每当 astfold_expr 遇到二值运算时,它便调用 fold_binop,递归地计算两个子操作对象(表达式) 。

fold_binop 函数返回计算后的常量值,如上面的代码片段所示:

fold_binop 函数通过查看以后运算符的品种,而后调用其相应的处理函数来折叠二值运算。例如,如果以后的操作是加法运算,为了计算最终值,它会对其左侧和右侧操作数调用 PyNumber_Add。

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