详解 `a, b = b, a + b`：执行逻辑、常见误区与赋值符号辨析

详解 a, b = b, a + b：执行逻辑、常见误区与赋值符号辨析

在 Python 中，a, b = b, a + b 是一句看似简单却暗藏玄机的代码。它广泛用于斐波那契数列生成、变量交换等场景，但许多开发者对其执行逻辑存在误解，甚至会混淆赋值符号（=）与海象运算符（:=）的区别。本文将深入解析这句代码的执行原理，澄清常见误区，并明确两种运算符的差异。

一、a, b = b, a + b 的执行逻辑：元组的“打包-解包”

a, b = b, a + b 本质上是 Python 的元组解包赋值，其执行过程可拆解为“先打包右侧表达式，再解包赋值给左侧变量”的两步操作，核心是“同时计算，一次性赋值”。

步骤1：右侧表达式的“打包”

Python 会先计算等号右侧的所有表达式，并将结果自动打包成一个元组（tuple）。
以 a=1, b=1 为例，执行 a, b = b, a + b 时：

• 右侧的 b 会使用当前值（1）；
• 右侧的 a + b 会使用当前的 a（1）和 b（1），结果为 2；
• 两个结果被打包成元组：(b, a + b) → (1, 2)。

步骤2：左侧变量的“解包”

打包完成后，Python 会将元组中的元素按顺序“解包”，一次性赋值给左侧的变量。
接上例：

• 元组第一个元素（1）赋值给 a；
• 元组第二个元素（2）赋值给 b；
• 最终 a=1，b=2。

关键：“同时性”避免中间状态干扰

这种机制的核心优势是使用变量的“原始值”完成计算，而非中间修改后的值。即使左侧变量与右侧表达式中的变量同名，也不会影响计算结果——因为右侧的所有值在赋值前已完全确定。

二、常见误区：误认为是“顺序赋值”

许多初学者会将 a, b = b, a + b 拆分为分步赋值，这是典型的误区。我们通过对比来揭示差异。

误区示例：分步赋值的错误结果

若错误地将 a, b = b, a + b 拆分为：

a = b       # 第一步：用b的当前值更新a
b = a + b   # 第二步：用更新后的a和原始b计算

以初始 a=1, b=1 为例：

• 第一步后，a 被更新为 1（b 的原始值）；
• 第二步中，a 已变为 1，b 仍是原始值 1，因此 b = 1 + 1 = 2。
  此时结果看似与正确写法一致，但换一组初始值就会暴露问题：

对比：正确写法 vs 分步赋值

设初始 a=2, b=3：

• 正确写法 a, b = b, a + b：
  右侧打包为 (3, 2+3) = (3, 5)，赋值后 a=3，b=5。

• 分步赋值：
  第一步 a = b → a=3；
  第二步 b = a + b → b=3 + 3=6（此时 a 已被修改）；
  最终 a=3，b=6，与正确结果完全不同。

结论

a, b = b, a + b 不是“先更新 a 再更新 b”的顺序操作，而是基于变量原始值的“并行更新”。这种“同时性”是它能正确实现变量交换、斐波那契数列等逻辑的核心原因。

三、等号（=）是赋值符号，与海象运算符（:=）截然不同

在 Python 中，a, b = b, a + b 中的等号（=）是赋值符号，而海象运算符（:=）是 Python 3.8 新增的“赋值表达式”运算符，两者功能和使用场景完全不同。

1. 等号（=）：单纯的赋值操作

等号的作用是将右侧表达式的结果绑定到左侧变量，它是一条“语句”（statement），不能直接用在表达式中（如条件判断、函数参数等）。

例如：

x = 10  # 正确：等号作为赋值语句
if x = 10:  # 错误：等号不能用于表达式中
    print("x is 10")

2. 海象运算符（:=）：表达式中的赋值

海象运算符的作用是在表达式中同时完成赋值和返回值，它是一个“表达式”（expression），可以嵌入到条件判断、循环等场景中，简化代码。

例如，在条件判断中同时赋值并判断：

# 普通写法：先赋值，再判断
n = len("hello")
if n > 3:
    print(f"长度 {n} 大于3")

# 海象运算符：表达式中同时赋值和判断
if (n := len("hello")) > 3:
    print(f"长度 {n} 大于3")  # 输出：长度 5 大于3

3. 核心区别对比

特征	等号（=）	海象运算符（:=）
本质	赋值语句	赋值表达式
作用	单纯给变量赋值	赋值的同时返回值，可嵌入表达式
使用场景	独立的赋值语句	条件判断、循环、列表推导等表达式中
优先级	低（语句级）	高（表达式级）

四、a, b = b, a + b 的经典应用：斐波那契数列

由于 a, b = b, a + b 能高效实现“基于前两项计算后一项”的逻辑，它常被用于生成斐波那契数列（从 1, 1 开始，后续每项为前两项之和）：

a, b = 1, 1
for _ in range(5):
    print(a, end=" ")  # 输出当前a
    a, b = b, a + b   # 更新a和b

# 输出：1 1 23 5 

执行过程解析：

• 初始：a=1, b=1 → 打印 1；
• 第一次更新：a=1, b=1+1=2 → 打印 1；
• 第二次更新：a=2, b=1+2=3 → 打印 2；
• 第三次更新：a=3, b=2+3=5 → 打印 3；
• 第四次更新：a=5, b=3+5=8 → 打印 5。

总结

a, b = b, a + b 是 Python 元组解包赋值的典型应用，其核心逻辑是“先打包右侧所有表达式结果，再一次性解包赋值给左侧变量”，确保使用变量的原始值完成计算，避免中间状态干扰。

常见误区是将其拆分为顺序赋值，这会导致结果错误。此外，需明确等号（=）是单纯的赋值语句，而海象运算符（:=）用于表达式中的赋值，两者不可混淆。

理解这句代码的执行原理，不仅能掌握 Python 赋值机制的灵活性，也能更深入地理解函数式编程中“无状态更新”的思想。