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'is'运算符与非缓存整数意外地运行

/ 猿问

'is'运算符与非缓存整数意外地运行

45度呼吸 2019-09-16 12:05:29

'is'运算符与非缓存整数意外地运行

在玩Python解释器时,我偶然发现了关于is运算符的这个冲突的情况:

如果评估发生在它返回的函数中True,如果它在外部完成则返回False

>>> def func():...     a = 1000...     b = 1000...     return a is b...>>> a = 1000>>> b = 1000>>> a is b, func()(False, True)

由于is运营商评估id()的参与对象,这意味着ab指向同一个int函数内声明的时候实例func,但是,相反,它们指向一个不同的对象时,它的外面。

为什么会这样?


注意:我知道identity(is)和equal(==)操作之间的区别,如了解Python的“is”操作符中所述。另外,我也知道python正在对范围内的整数执行缓存,[-5, 256]“is”中所述,运算符与整数一起出现意外行为。 

这不是这里的情况,因为数字超出了该范围,我确实想要评估身份而不是平等。


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2 回答

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幕布斯7119047

正如参考手册所述:

块是一段Python程序文本,作为一个单元执行。以下是块:模块,函数体和类定义。 交互式输入的每个命令都是一个块。

这就是为什么,在功能的情况下,你有一个单一的代码模块包含一个单一的数字文本对象 1000,所以id(a) == id(b)会产生True

在第二种情况下,你有两个不同的代码对象各有自己不同的对象字面1000如此id(a) != id(b)

请注意,此行为不会int仅显示文字,您将获得类似的结果,例如float文字(请参阅此处)。

当然,比较对象(显式is None测试除外)应始终使用相等运算符完成,==不是 is

这里陈述的所有内容都适用于最流行的Python CPython实现。其他实现可能不同,因此在使用它们时不应进行任何假设。


更长的答案:

为了获得更清晰的视图并另外验证这种看似奇怪的行为,我们可以code使用该dis模块直接查看每个案例的对象。

对于功能func

除了所有其他属性外,函数对象还具有一个__code__属性,允许您查看该函数的已编译字节码。使用dis.code_info我们可以获得给定函数的代码对象中所有存储属性的漂亮视图:

>>> print(dis.code_info(func))Name:              funcFilename:          <stdin>Argument count:    0Kw-only arguments: 0Number of locals:  2Stack size:        2Flags:             OPTIMIZED, NEWLOCALS, NOFREEConstants:
   0: None
   1: 1000Variable names:
   0: a   1: b

我们只对Constants功能的输入感兴趣func。在其中,我们可以看到我们有两个值,None(始终存在)和1000。我们只有一个单一的,代表的整型实例1000。这是该值ab将要分配被调用函数时。

访问此值很容易func.__code__.co_consts[1],因此,a is b在函数中查看我们的评估的另一种方法是这样的:

>>> id(func.__code__.co_consts[1]) == id(func.__code__.co_consts[1])

当然,这将评估,True因为我们指的是同一个对象。

对于每个交互命令:

如前所述,每个交互式命令都被解释为单个代码块:独立解析,编译和评估。

我们可以通过compile内置函数获取每个命令的代码对象:

>>> com1 = compile("a=1000", filename="", mode="single")>>> com2 = compile("b=1000", filename="", mode="single")

对于每个赋值语句,我们将得到一个类似的代码对象,如下所示:

>>> print(dis.code_info(com1))Name:              <module>Filename:          Argument count:    0Kw-only arguments: 0Number of locals:  0Stack size:        1Flags:             NOFREEConstants:
   0: 1000
   1: NoneNames:
   0: a

对于相同的命令com2看起来相同,但有一个根本的区别:每个代码的对象com1,并com2具有代表字面不同INT实例1000。这就是为什么,在这种情况下,当我们a is b通过co_consts参数进行时,我们实际得到:

>>> id(com1.co_consts[0]) == id(com2.co_consts[0])False

这与我们实际得到的结果一致。

不同的代码对象,不同的内容。


注意:我对源代码中究竟是如何发生这种情况有点好奇,经过挖掘后我相信我终于找到了它。

在编译阶段,co_consts属性由字典对象表示。在compile.c我们其实可以看到初始化:

/* snippet for brevity */u->u_lineno = 0;u->u_col_offset = 0;u->u_lineno_set = 0;u->u_consts = PyDict_New();  /* snippet for brevity */

在编译期间,检查已存在的常量。有关详细信息,请参阅下面的@Raymond Hettinger的答案


注意事项:

  • 链式语句将评估为身份检查 True

    现在应该更清楚为什么以下评估结果如下True

    >>> a = 1000; b = 1000;>>> a is b

    在这种情况下,通过将两个赋值命令链接在一起,我们告诉解释器将它们一起编译。与函数对象的情况一样,只有一个文字对象1000将被创建,从而在True计算时产生一个值。

  • 在模块级别执行True再次产生:

    如前所述,参考手册指出:

    ......以下是块:模块 ......

    因此同样的前提适用:我们将有一个代码对象(对于模块),因此,为每个不同的文字存储单个值。

  • 同样不适用于可变对象:

    这意味着除非我们显式初始化为相同的可变对象(例如,使用a = b = []),否则对象的标识永远不会相等,例如:

    a = []; b = []a is b  # always returns false

    同样,在文档中,这是指定的:

    在a = 1之后; b = 1,a和b可能会或可能不会引用具有值1的同一对象,具体取决于实现,但在c = []之后; d = [],c和d保证引用两个不同的,唯一的,新创建的空列表。



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反对 回复 2019-09-16
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慕盖茨9453107

在交互式提示符下,条目单一模式编译,一次处理一个完整的语句。编译器本身(在Python / compile.c中)跟踪名为u_consts的字典中的常量,该常量将常量对象映射到其索引。

compiler_add_o()函数中,您会看到在添加新常量(并递增索引)之前,将检查dict以查看常量对象和索引是否已存在。如果是这样,它们将被重用。

简而言之,这意味着一个语句中的重复常量(例如在函数定义中)被折叠成一个单例。相比之下,您a = 1000b = 1000两个单独的陈述,因此不会发生折叠。

FWIW,这只是一个CPython实现细节(即语言无法保证)。这就是为什么这里给出的引用是C源代码而不是语言规范,它不能保证主题。

希望您喜欢CPython如何在引擎盖下工作的洞察力:-)




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反对 回复 2019-09-16

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