python 3.6 和更早版本与 3.7 中不可变对象的“is”行为不一致

Question

我正在向我的学生介绍 is 运算符时，我注意到它的行为在 python（v3.6 和更早版本）和 (v3.7) 之间存在不一致。

启动 python shell 并运行：

5/2 is 2.5

或者：

(1, 2, 3) is (1, 2, 3)

在 v3.6.X 中，两者都得到 False，但在 v3.7 中，它们变成了 True。

我的期望是结果应该是 True，因为我认为不可变数字对象（或它们的元组）只有一个实例。

看来至少我的想法在以前的Python版本中是不对的。

有谁知道做出了哪些改变来解释这种新行为？

Answer 1

我不确定原因和来源，但我的猜测是这与内联优化有关。

如果您为此值分配变量，身份检查将产生False，与之前相同。

>>> 5/2 is 2.5
True
>>> a = 5/2
>>> a is 2.5
False

关于新折叠优化的有趣说明。由于 python 是“所有运行时”，因此无法优化前面的某些内容，但它会努力解析尽可能多的范围：

>>> a = 3.14
>>> b = 3.14
>>> a is b
False
>>> a = 3.14; b = 3.14
>>> a is b
True

Answer 2

我的期望是结果应该是 True，因为我认为不可变数字对象（或它们的元组）只有一个实例。

这种期望是有问题的 - Python 语言无法保证这样的事情。

is 是一个非常棘手的运算符，因为您确实需要知道何时适合使用它。

例如：

>>> 5 / 2 is 2.5
>>> (1, 2, 3) is (1, 2, 3)

在一般情况下，这些是 is 的不恰当用法。如果您想检查 Python 正在做什么行/函数优化（实习），它们可能是合适的，但我想这不是这里所需的用例。

is 仅应在您想与常量进行比较时使用（保证只有一个实例）！ guaranteed built-in constants 是：

• None
• NotImplemented
• Ellipsis（也称为...）
• True
• False
• __debug__

或者你自己的类常量实例：

_sentinel = object()

def func(a=_sentinel):
    return a is _sentinel

或者当您明确地将变量分配给新名称时：

a = b
a is b  # <- that's expected to be True

有谁知道做出了哪些改变来解释这种新行为？

可能窥孔优化器现在可以优化更多情况（元组和数学表达式）。例如，CPython 3.7 中添加了“AST 级常量折叠”(https://bugs.python.org/issue29469)（我故意在这里写了 CPython，因为它没有添加到 Python 3.7 语言规范中）。

Answer 3

我相信这种行为是由于将常量折叠从窥视孔优化器（编译时操作）移动到新的 AST 优化器（运行时操作），正如 https://docs.python.org/3/whatsnew/3.7.html#optimizations 中提到的那样，它现在能够执行更多优化始终如一。 （由 Eugene Toder 和 INADA Naoki 在bpo-29469 和bpo-11549 提供。）

回复：

我的期望是结果应该是 True，因为我认为不可变数字对象（或它们的元组）只有一个实例。

不变性与具有不可更改的值严格来说并不相同。在您调用对象可变或不可变之前，它是一个对象，Python 中的对象是在运行时创建的。因此，没有理由将可变性与对象创建和身份联系起来。但是，在以前的版本和当前版本中都有一些例外，例如这个或小对象实习，主要是为了优化，这个规则（在运行时创建对象）被操纵。阅读https://stackoverflow.com/a/38189759/2867928了解更多详情。

Answer 4

为什么相同的不可变对象要占用同一个实例？

在 python 中使用is 时，您实际上是在询问a 和b 是否占用内存中的同一块。如果您将a 和b 视为不可变文字，那么python 并没有特定的空间来保存每种类型的不可变文字。在这种情况下，它完全有可能返回 true，如果您选择不同的文字，它完全有可能返回 false。看看this：

>>> a = "wtf"
>>> b = "wtf"
>>> a is b
True

>>> a = "wtf!"
>>> b = "wtf!"
>>> a is b
False

>>> a, b = "wtf!", "wtf!"
>>> a is b
True

如果您想避免这种情况，请不要在未明确保存到内存中的内容上使用 is。