为什么 Python 不优化掉临时变量？答案

【问题标题】：Why doesn't Python optimize away temporary variables?为什么 Python 不优化掉临时变量？
【发布时间】：2015-03-11 17:37:17
【问题描述】：

Fowler 的 Extract Variable 重构方法，以前的 Introduce Explaining Variable，说使用临时变量使代码对人类更清晰。这个想法是通过引入一个不需要的局部变量来阐明复杂的代码，并为说明目的命名该变量。它还提倡这种对 cmets 的解释。Other languages 优化掉临时变量，因此没有时间或空间资源成本。为什么 Python 不这样做？

在 [3] 中：def multiple_of_six_fat(n)： ...：multiple_of_two = n%2 == 0 ...：multiple_of_three = n%3 == 0 ...：返回 multiple_of_two 和 multiple_of_three ...：在 [4] 中：def multiple_of_six_lean(n)： ...：返回 n%2 == 0 和 n%3 == 0 ...：在[5]中：导入dis [6] 中：dis.dis(multiple_of_six_fat) 2 0 加载快速 0 (n) 3 负载常数 1 (2) 6 BINARY_MODULO 7 负载常数 2 (0) 10 COMPARE_OP 2 (==) 13 STORE_FAST 1 (multiple_of_two) 3 16 加载快速 0 (n) 19 负载常数 3 (3) 22 BINARY_MODULO 23 负载常数 2 (0) 26 比较_OP 2 (==) 29 STORE_FAST 2 (multiple_of_three) 4 32 LOAD_FAST 1 (multiple_of_two) 35 跳转_IF_FALSE_OR_POP 41 38 LOAD_FAST 2 (multiple_of_three) >> 41 返回值在 [7] 中：dis.dis(multiple_of_six_lean) 2 0 加载快速 0 (n) 3 负载常数 1 (2) 6 BINARY_MODULO 7 负载常数 2 (0) 10 COMPARE_OP 2 (==) 13 跳转_IF_FALSE_OR_POP 29 16 加载快速 0 (n) 19 负载常数 3 (3) 22 BINARY_MODULO 23 负载常数 2 (0) 26 比较_OP 2 (==) >> 29 返回值

【问题讨论】：

标签： python optimization refactoring python-internals

【解决方案1】：

因为 Python 是一种高度动态的语言，并且引用会影响行为。

比较以下，例如：

>>> id(object()) == id(object())
True
>>> ob1 = object()
>>> ob2 = object()
>>> id(ob1) == id(ob2)
False

如果 Python “优化”了 ob1 和 ob2 变量，行为就会改变。

Python 对象的生命周期由引用计数控制。将weak references 添加到混合和线程中，您会发现优化掉变量（甚至是本地变量）会导致不良的行为变化。

此外，在 Python 中，从性能角度来看，删除这些变量几乎不会改变任何事情。本地命名空间已经高度优化（通过数组中的索引查找值）；如果您担心取消引用局部变量的速度，那么您在项目的时间关键部分使用了错误的编程语言。

【讨论】：

不错的简单示例，但想知道是否有一个看起来更像功能而不是错误的示例。说这些应该产生不同的结果会破坏你的论点。
@BobStein-VisiBone：一个示例的行为说明了绑定的重要性。还有更多，但它们需要更多时间来构建和解释。
您使用的论点是“Python 并不意味着要快”。但是该语言的最终成功取决于它的实际应用程序是否快速，以及它的源代码是否易于理解。我试图指出这些权衡的一种（当前）情况。您通过解释为什么编译器很难回答我的问题。但是你几乎是在暗示这是不可能和不可取的。
顺便说一句，为什么在同一个表达式中实例化的两个对象应该是相同的？为什么第一个例子应该是真的？？
@BobStein-VisiBone：对象不相同。相反，对象 id 值被重用；该值仅保证在对象的生命周期内是唯一的。因为在第一个例子中取出对象id后没有对对象的引用，所以对象被清空，id可以被第二个对象重用。

【解决方案2】：

Issue 2181（在函数结束时优化局部变量）有一些有趣的点：

它会使调试变得更加困难，因为符号不再存在。 Guido says only do it for -O.
可能会破坏inspect 或sys._getframe() 的某些用法。

更改对象的生命周期。例如，以下示例中的 myfunc 在优化后可能会失败，因为此时 Python 保证在函数退出之前不会关闭文件对象。（风格不好，但仍然）

def myfunc():
    f = open('somewhere', 'r')
    fd = f.fileno()
    return os.fstat(fd)

不能改写为：

def bogus():
    fd = open('somewhere', 'r').fileno()
    # the file is auto-closed here and fd becomes invalid
    return os.fstat(fd)

一位核心开发人员表示，“它不太可能在实际代码中提供任何加速，我认为我们不应该增加编译器的复杂性。”

【讨论】：