博客围绕力扣448题的Python解法展开，探讨交换数组元素时出现的问题。通过编译字节码，分析各指令含义，如LOAD_CONST、STORE_NAME等，并对代码生成的字节码进行推理，解释了元素交换的过程。同时提到对Python对象管理、字节码执行等知识的认识还较片面。
首先引入问题：
- 力扣448题： 这是我的一种解法：
class Solution:
def findDisappearedNumbers(self, nums):
rst = list()
# 循环遍历每一个数组元素
for i in range(len(nums)):
# 判断该元素位置上的值，是否需要交换， 注意 循环条件
while nums[i] != i + 1 and nums[i] != nums[nums[i] - 1]:
# 需要使用一个变量来代替，不能直接去交换
a = nums[i] - 1
nums[i], nums[a] = nums[a], nums[i]
# 再次遍历数组，找出缺失数字
for i, num in enumerate(nums):
if i + 1 != num:
rst.append(i+1)
return rst
- 可以看到代码中交换两个数组中的两个位置的数， 我是用了一个变量来解决。 为什么不能直接写呢？ 因为会出错！ 具体看下面的引出问题：
原意是想让 a[2] a[3] 元素交换位置，但是缺改变了三个元素，非常奇怪？
- 同样问题展示：并且有相应的解答：
点击链接查看：问题描述
我的想法和推敲（太深奥，可能不太准确）
（ps）字节码这里就不去细说了，非常多东西。推荐：
-
慕课专栏：《Python 源码深度剖析》
- 具体查看第四章 虚拟机讲解。 内容精炼，易理解，记得评论也要看。
-
简书上找到的文章：CPython实现原理：字节码的执行
- 建议连续的几章都看看，内容很深。
做出分析解释：
-
下面正式对上述问题做出解释分析，直接去讲这个问题的推理， 不在记录知识点，因为前面推荐的文章和专栏已经非常精炼，全面了。
-
（1）首先编译出字节码：- 每列代表的含义，第一列代表 源代码行号， 第二个代表偏移地址， 字节码形式，区分每条指令。第三个代表指令名字，第四个代表 操作数，指令所需的参数。 第五个括号则是 取操作数对应的具体内内容。
>>> def a(): ... a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] ... a[2], a[a[2]] = a[a[2]], a[2] ... >>> import dis >>> dis.dis(a) 2 0 LOAD_CONST 1 (1) 2 LOAD_CONST 2 (2) 4 LOAD_CONST 3 (3) 6 LOAD_CONST 4 (4) 8 LOAD_CONST 5 (5) 10 LOAD_CONST 6 (6) 12 LOAD_CONST 7 (7) 14 LOAD_CONST 8 (8) 16 BUILD_LIST 8 18 STORE_FAST 0 (a) 3 20 LOAD_FAST 0 (a) 22 LOAD_FAST 0 (a) 24 LOAD_CONST 2 (2) 26 BINARY_SUBSCR 28 BINARY_SUBSCR 30 LOAD_FAST 0 (a) 32 LOAD_CONST 2 (2) 34 BINARY_SUBSCR 36 ROT_TWO 38 LOAD_FAST 0 (a) 40 LOAD_CONST 2 (2) 42 STORE_SUBSCR 44 LOAD_FAST 0 (a) 46 LOAD_FAST 0 (a) 48 LOAD_CONST 2 (2) 50 BINARY_SUBSCR 52 STORE_SUBSCR 54 LOAD_CONST 0 (None) 56 RETURN_VALUE -
（2）分析字节码的含义：（第二个文章里有讲解，建议观看原文，我理解的可能不准确）- 官方文档的讲解，更是简短，不易理解，这里给出链接
- LOAD_CONST： 主要要是将常量加载进栈（数据栈）。 根据操作数，在代码对象的co_consts 中根据下表索引进行取值，将常量对象引用压入栈中，实际对象在堆中存储。
一条指令将一个对象或一个对象的值压入栈时，就意味着该对象的引用（或指针）入栈。 当一个对象或其值从栈弹出时，同理如此再次弹出引用。 解释器知道如何使用这些引用来检索或存储对象的数据！ - STORE_NAME： 代码对象所保存的 名字列表co_names（资料中的描述）, 根据操作数，对应索引找到 对应变量名字的引用（就是说变量的引用存储在 对应索引位置中）。
- 将栈中的 常量引用出栈，并保存到对应的 变量所指向的 堆内存的某个位置。
- LOAD_CONST： 访问 常量元组 co_consts对应索引位置的 常量对象的 引用。将引用压入栈中。
- LOAD_NAME： 将变量的引用指向的变量值，压入栈中。（详细看文章讲解，对于变量，引用，指针的概念，比较绕）
- BINARY_SUBTRACT 和 STORE_SUBSCR 可以查看对应的官方文档上面给出来了，并且下面还要去讲这两个，因为不太清楚具体用法概念，不敢分析~ 传播错误知识。
-
（3）进行我的推理（只供参考）：- 通过上面的讲解，可以先试着分析简单的 a,b = b, a 理解下。
>>> def func1(): ... a = 1 ... b = 2 ... a, b = b, a ... >>> dis.dis(func1) 2 0 LOAD_CONST 1 (1) # 加载常量1对象的引用进栈 2 STORE_FAST 0 (a) # 出栈1的引用，并存储在堆中，由 a指向 3 4 LOAD_CONST 2 (2) # 同理 6 STORE_FAST 1 (b) # 同理 4 8 LOAD_FAST 1 (b) # 加载 b指向对象的引用 进栈 10 LOAD_FAST 0 (a) # 同理 12 ROT_TWO # 将栈中的，两个元素反转。比如(打个比方)进栈是 a, b ,现在 变为 b, a 。 栈顶由b 变为 a 14 STORE_FAST 0 (a) # 将栈顶元素弹出来，然后a指向栈顶弹出的引用 16 STORE_FAST 1 (b) # 同理， 这样就实现 a，b 指向的对象交换了 18 LOAD_CONST 0 (None) # 专栏和文章里有解释 20 RETURN_VALUE-
下面分析，上面图片的问题
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（1）分析第二行代码生成的字节码，主要就是利用 BUILD_LIST，将常量元素引用依次加入到栈中， 然后生成列表，并将 a变量只想到 对应的列表引用。
-
（2）分析第三行代码
-
a[2], a[a[2]] = a[a[2]], a[2] -
20-28 ：主要是实现 = 右边的 a[a[2]]
20 LOAD_FAST 0 (a) # a 指向的列表 引用进栈 22 LOAD_FAST 0 (a) # 同上 24 LOAD_CONST 2 (2) # 常量引用进栈，整体顺序是由外到内的 26 BINARY_SUBSCR # 操作看下图 根据现在站内元素为(模拟) a, a, 2, 将a，2出栈，计算a[2] 引用压入栈中 28 BINARY_SUBSCR # 同上，执行完毕后 得到a[a[2]]的引用，就是 a[3] 对应的引用- 官方文档中介绍 TOS 是栈顶元素， TOS1是栈顶元素下面一个元素，也就是第二个元素，TOS2依次类推。
- 执行完毕后，此时栈内的元素为 a[3] （此位置索引，对应的对象引用）只有这一个元素。
- 30-34： 和上面一样的操作，计算 = 右面的 a[2]
30 LOAD_FAST 0 (a) 32 LOAD_CONST 2 (2) 34 BINARY_SUBSCR- 此时栈内为 a[3], a[2] （笼统的表示，其实是他们指向对象的引用）
- 36 ： ROT_TWO，交换TOS，TOS1元素。 栈内为 a[2] , a[3]。 a[3] 为栈顶元素。
下面重点来了，导致错误的原因，就是下面的字节码！！！ 也是我个人的推敲不一定准确：- 38-42： 开始执行 = 左面的，处理a[2]
38 LOAD_FAST 0 (a) # 这两条加载 a， 2 进栈 40 LOAD_CONST 2 (2) 42 STORE_SUBSCR # 此时的栈内是 a[2], a[3], a, 2 # 执行 42 ： a[2] = a[3], 这句话导致 a[2] 对应指向的对象变为了 a[3] 所指向的 也就是4.
- 我理解的是，STORE_SUBSCR 取出三个操作数之后，是不放回去的（理解不太对，光放文档也有提到二元操作，放回）此时栈 只剩下一个 a[2] 了，a[2] 是指向对象的引用，也就是 3的引用。
44-52:
44 LOAD_FAST 0 (a) 46 LOAD_FAST 0 (a) 48 LOAD_CONST 2 (2) 50 BINARY_SUBSCR 52 STORE_SUBSCR # 执行起来就是 a[a[2]] = a[2] # 迷不过来的地方，我理解的是，前面的字节码操作，已经使 a[2]指向的对象变成了 4. # 这里就变成了 a[4] = a[2] 而 = 右面的 a[2] 是栈底的，代表原来 3对象的指向 # 这样就使得 a[4] 所对应的指向 变为了 3. # 这里的 STORE_SUBSCR 和 BINARY_SUBSCR 操作的区别感觉就是。STORE_SUBSCR，类似于STORE_NAME， a[4] 就相当于是一个变量名， 然后进行 STORE_NAME操作。 右面的 a[2] 就是一个具体的 3对象的指针。- 因为不会画图（不知道怎么表示列表），所以上述的表述 都用的 a[] 来表示，但是意义不同。比较乱，全是我的猜想，不一定很正确。
- 通过上面的两步，就能解释了， 第一个 STORE_SUBSCR 使 a[2] 变成 4， 第二个 STORE_SUBSCR 使a[4] 变为 3.
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