从 dict 继承时对象比较行为不一致答案

【问题标题】：Inconsistent object comparison behaviour when inheriting from dict从 dict 继承时对象比较行为不一致
【发布时间】：2015-03-05 20:46:33
【问题描述】：

这个问题是由一个失败的测试引起的，该测试拒绝在本地失败，并且只会在我们的 CI 服务器上失败。

结果是无意中进行了一些相当狡猾的对象比较。

我现在很好奇为什么同一 Python 版本 (2.7.9) 的两个安装之间的行为如此不同。

这个测试用例可能会进一步简化，但这就是我得到的：

import operator


class Thing(dict):
    def __int__(self, number):
        return self['number']

    def __gt__(self, other):
        return self['number'] > other

thing = Thing({'number': 2})

for o in [
        operator.lt,
        operator.le,
        operator.eq,
        operator.ne,
        operator.ge,
        operator.gt]:
    print o
    print o(0.01, thing)
    print o(thing, 0.01)

而在本地运行的结果是：

<built-in function lt>
True
False
<built-in function le>
True
False
<built-in function eq>
False
False
<built-in function ne>
True
True
<built-in function ge>
False
True
<built-in function gt>
False
True

但在 Travis CI 服务器上是：

<built-in function lt>
True
True
<built-in function le>
False
True
<built-in function eq>
False
False
<built-in function ne>
True
True
<built-in function ge>
True
False
<built-in function gt>
True
True

Python 回退到什么样的比较行为，为什么它会在相同版本的两个安装中表现出如此不同的行为？

我最初的想法是某种基于id 的比较，但从查看id 的值来看，它们与比较结果完全不相关。

更新：

这种不同的行为只发生在类继承自dict 时。当它从 object 继承时，比较在两种安装上的行为相同，并给出与上述本地结果相同的结果。

更新 2：

我刚刚发现只使用 __int__ 和 __gt__ 方法可以进一步简化测试用例，但是如果我删除其中任何一个方法，那么奇怪的行为就会消失。

【问题讨论】：

一个有趣的问题！如果您使用仅继承自 object 而不是 dict 的类，您能否重现该行为？我还没有弄清楚发生了什么，但要注意的一件事是dict 定义了一些您的类没有的比较操作（实际上它定义了所有普通的不等式比较）。
在我的机器上尝试这个 le，ne 和 ge 不调用类中定义的函数。这对我来说似乎很有趣，因为您的服务器和本地计算机上的答案不同，但据我了解，如果只使用内置函数，不同的答案......很奇怪？
我刚才也在想同样的事情，发现只有从dict继承时才会发生这种行为。我已经简化了上面的测试用例。从object 继承时，它们在两种安装中的行为相同。
functools.total_ordering --> "填充缺失排序方法的类装饰器"...但是dict中没有缺失排序方法。
@tdelaney，这很好！但是什么可以解释两个安装之间的行为差异呢？

标签： python comparison-operators

【解决方案1】：

如 cmets 中所述，dict 已经定义了所有比较运算符。 documented 行为是：

不同类型的对象，除了不同的数值类型和不同的字符串类型，从不比较相等；此类对象的顺序一致但随意

换句话说，字典被专门定义为允许与其他类型的比较，但这种比较的结果是不确定的。（这在 Python 3 中已更改，因此不再允许此类类型间比较。）

当您只覆盖您的类型的一些比较运算符时，您会使事情变得更加复杂。由于您的类型定义了__gt__ 而不是__lt__，thing > 0.01 将使用您的自定义__gt__，但thing < 0.01 将使用默认（未定义）比较行为。因此，您得到的类型有时使用确定性规则，有时会给出未定义的行为，具体取决于您使用的比较运算符。我不知道为什么您会看到您所看到的结果的精确模式，但底线是您的类依赖于未定义的行为，因此您不能期望使用这种类型的比较有任何一致性。 Python 的两种实现可能在某些神秘的实现级别上做不同的事情，从而产生不同的未定义行为。未定义行为的关键在于您不应该知道它是如何工作的（或者您可能开始依赖它）。

顺便说一句，total_ordering 这里是一个无操作，如果你删除它，行为应该是一样的。 total_ordering 仅添加尚未定义的比较运算符，但 dict 已经定义了所有比较运算符，因此 total_ordering 不会做任何事情。如果您想在已经定义了自己的比较行为（如 dict）的类型的子类上建立自己的排序关系，那么您需要手动覆盖每个单独的比较运算符。

【讨论】：

我很难理解的一点行为是，当我从类中删除 __int__ 方法时，它不再表现出这种行为，但从未调用过 __int__ 方法当进行比较时..
啊，如果对象有 __int__ 方法，PyNumber_Check 是否返回 True？如果它们都通过了PyNumber_Check，那么它会退回到最后的比较，即内存指针？
@Acorn：这听起来很合理。我同意这令人惊讶，但它仍然是有效的未定义行为:-)。
是的，经过进一步调查，最后的比较是比较对象类型的内存位置。在本地和 CI 服务器上比较 id(type(thing)) 和 id(type(0.02)) 后，我发现 Thing 的 id 在本地总是更高，但在 CI 服务器上总是更低！谜团解开了:)

【解决方案2】：

经过进一步调查，根据@BrenBarn 的精彩回答，我找到了奇怪行为的根源。

“未定义”比较的最后一步是比较对象类型的内存位置。在本地和CI服务器上比较id(type(thing))和id(type(0.02))后，我发现Thing的id在本地总是较高，在CI服务器上总是较低！

【讨论】：