详解增强算术赋值：“-=”操作是怎么实现的？

发布时间：2025-11-05 13:32:50 来源：码上建站 作者：人工智能

序言

本文是-= Python语法糖 系列文章之一。最新的详解源代码可以在 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)的增强东西。可能你不熟悉这个叫法，算术实现其实就是赋值在做数学运算的同时进行赋值，例如 a -= b 就是操作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，详解所以相比其它有特殊/魔术方法的增强操作，它实现增强赋值的算术实现方式可能跟你想象的不完全一样。

首先，赋值要知道a -= b在语义上与 a = a-b 相同。操作但也要意识到，-=如果你预先知道要将一个对象赋给一个变量名，详解相比a - b 的增强盲操作，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，香港云服务器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：

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：

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，亿华云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：

通过它，我找到了在 eval 循环中的INPLACE_POWER：

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

然后找到PyNumber_InPlacePower()：

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，正确的源码库做法应该是：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

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