三元运算符在Python中是如何实现的

Question

我知道条件表达式（或三元运算符）在Python中是懒惰的。它们表示条件执行而不是条件选择。换言之，只有a或{}中的一个计算如下：

c = a if condition else b

我感兴趣的是这是如何在内部实现的。Python是否像下面这样转换为if语句，如果是，转换发生在什么阶段？在

^{pr2}$

或者三元运算符实际上是一个完全独立定义的独立表达式？如果是，我可以访问条件表达式的CPython代码吗？在

我已经看了下面这些解释了三元运算符的作用，但没有一个清楚地说明它们是如何实现的：

• Does Python have a ternary conditional operator?
• Putting a simple if-then-else statement on one line
• python ? (conditional/ternary) operator for assignments
• Is there an equivalent of C’s ”?:” ternary operator?
• Conditional expressions

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编辑：您可以假设CPython引用实现。在

Answer 1

Does Python convert to an if statement as below

差不多了。在

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)

该输出：

^{pr2}$

除了JUMP_FORWARD的位置和@L3viathan指出的另外一个{}之外，这些看起来几乎相同。在

我们也得到了几乎相同的执行时间（差别微乎其微）：

from timeit import Timer

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

至于当发生这种转换时，我假设在“编译”到字节码的某个时候。在

Answer 2

什么

如果你在问什么，那么为了更好地理解它，你需要理解功能和程序之间的区别。一个可以转换为另一个，但两个都可以独立查看，您不必将其中一个转换为另一个才能理解它们。在

value_a if condition else value_b是函数型的，返回值value_a或{}。在

if condition then:
   do_a
else:
   do_b

是程序性的，它执行do_a或{}。在

注意：程序就是做，做这个，然后做那个，或者那个。功能是关于价值的，是这个还是那个。在

怎么回事

如果你在问怎么做，那么你需要看看其中一个实现的源代码。请注意，只要行为正确，每个实现不必以相同的方式执行。在

Answer 3

Python不需要转换任何东西，如果愿意的话也不能转换。在

使用language grammar将条件表达式解析为abstract syntax tree，然后将其编译为字节码。您可以使用^{} function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())))"

注意AST中为赋值生成的ast.IfExp()节点；这是用于条件表达式的专用节点。它有test、body和orelse部分来表示构成条件的3个表达式，真和假部分。这在^{} module Abstract Grammar section中有记录：

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。在

然后将解析树编译为字节码，该字节码使用堆栈根据测试有条件地跳转到右边的部分；我们可以将ast.parse()生成的AST直接传递给^{} function，之后，^{} module让我们查看编译生成的字节码的友好形式：

^{pr2}$

因此，如果条件为false，解释器循环向前跳到指令8，否则执行指令4和指令6，指令6跳到指令10（因此超过else表达式）。最终结果是，指令4或指令8将一个新结果放在堆栈顶部，STORE_NAME移动到变量。在

一个if语句会导致一个不同的AST节点，而产生的字节码恰好非常相似，因为它也会使用跳转。但是编译器将它们视为不同的语法片段，并且有to。在

表达式和语句是编程语言的两个非常不同的基本构造块。语句可以包含表达式，但表达式不能包含语句，只能包含其他表达式。和表达式可以生成一个值（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处理得非常不同，因为语法解析器知道何时需要语句以及何时允许使用表达式。如果你把一个条件表达式转换成一个语句，你将永远不能使用这样的表达式作为一个更大的表达式的一部分！在

因为if语句不是表达式，它不会返回值（因为只有表达式才能产生值），因此生成的字节码不会在堆栈顶部生成一个值供周围的Python代码使用（没有c = if condition : ...）。if语句包含一个条件表达式和一个suite，这两个语句必须总是由更多的语句组成（有一个“expression statement”这样的东西可以让您在一个语句中只放一个表达式，例如1 + 1），这些语句可以“执行诸如赋值或从函数返回之类的事情，但是他们做的任何事都不会让if返回一些东西。在

这反映在if语句的AST节点定义中：

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

因此对于一个If节点，test是唯一的表达式节点，body和{}都由零个或多个语句组成。orelse部分将包含任何elif ...:测试作为进一步的If()节点，或任何其他类型的语句来形成一个无条件的else:。对于零个或多个元素，您不能期望一个单独的结果。在

所以这并不是CPython独有的，它适用于所有Python实现。Python语法不是实现细节。在