Python 程序员肯定知道
a,b = b,a
，这句话用来交换两个变量。相较于其它语言需要引入一个
temp
来临时存储变量的做法，
Python
的这种写法无疑非常优雅。
佶屈聱牙的 C 写法：
int a = 1;
int b = 2;
int temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
简洁优雅的 Python 写法：
a,b = 1,2
a,b = b,a
虽然语法非常方便，但我们始终不曾想过：它是怎么运作的？背后支撑它的机制是什么？下面让我们一步步分析它。
通俗的说法
最常见的解释是：
a,b = b,a
中右侧是元组表达式，即
b,a
是一个两个元素的
tuple(a,b)
。表达式左侧是两个待分配元素，而
=
相当于元组元素拆包赋值操作。
这种方法，理解起来最简单，但实际是这种情况么？
让我们从字节码上看下，是不是这种情况。
从字节码一窥交换变量
大家可能不太了解 Python 字节码。Python 解释器是一个基于栈的虚拟机。Python 解释器就是编译、解释 Python 代码的二进制程序。
虚拟机是一种执行代码的容器，相较于二进制代码具有方便移植的特点。而 Python 的虚拟机就是栈机器。
Python 中函数调用、变量赋值等操作，最后都转换为对栈的操作。这些对栈的具体操作，就保存在字节码里。
dis
模块可以反编译字节码，使其变成人类可读的栈机器指令。如下，我们看反编译
a,b=b,a
的代码。
>>> import dis
>>> dis.dis("a,b=b,a")
1 0 LOAD_NAME 0 (b)
2 LOAD_NAME 1 (a)
4 ROT_TWO
6 STORE_NAME 1 (a)
8 STORE_NAME 0 (b)
10 LOAD_CONST 0 (None)
12 RETURN_VALUE
可见，在 Python 虚拟机的栈上，我们按照表达式右侧的
b,a
的顺序，先后压入计算栈中，然后用一个重要指令
ROT_TWO
，这个操作交换了
a
和
b
的位置，最后
STORE_NAME
操作将栈顶的两个元素先后弹出，传递给
a
和
b
元素。
栈的特性是先进后出（
FILO
）。当我们按b,a顺序压入栈的时候，弹出时先出的就是a,再弹出就是b。
STORE_NAME
指令会把栈顶元素弹出，并关联到相应变量上。
如果没有第 4 列的指令
ROT_TWO
，此次
STORE_NAME
弹出的第一个变量会是后压栈的 a，这样就是
a=a
的效果。有了
ROT_TWO
则完成了变量的交换。
好了，我们知道靠压栈、弹栈和交换栈顶的两个元素，实现了
a,b = b,a
的操作。
同时，我们也知道了，上诉元组拆包赋值的说法，是不恰当的。
那
ROT_TWO
是怎么具体操作的呢？
后台怎么执行？
见名知意，可以猜出来
ROT_TWO
是交换两个栈顶变量的操作。在 Python 源代码的层面上，来看是如何交换两个栈顶的元素。
下载 Python 源代码，进入
Python/ceval.c
文件，在 1101 行，我们看到了
ROT_TWO
的操作。
TARGET(ROT_TWO){
PyObject *top = TOP();
PyObject *second = SECOND();
SET_TOP(second);
SET_SECOND(top);
FAST_DISPATCH();
}
代码比较简单，我们用
TOP
和
SECOND
宏获取了栈上的 a,b 元素，然后再用
SET_TOP、SET_SECOND
宏把值写入栈中。以此完成交换栈顶元素的操作。
