要理解is操作符的话,大家可以与Java中的 == 操作符相互印证一下,加深一下对引用和对象的理解
is操作符与 == 的区别
class A():
def __init__(self, v):
self.value = v
def __eq__(self, t):
return self.value == t.value
a = A(3)
b = A(3)
print a == b
print a is b
这个结果是True,False。因为我们重写了__eq__方法就使得a, b在比较的时候,只比较它们的value即可。只要它们的value相等,那么a, b就是相等的。而 is 操作符是判断两个变量是否引用了同一个对象。
同一个对象?
is 的用法说起来其实挺简单的。但是真正用起来,它的难点恰恰就在于判断哪些对象是同一个对象。
看下面的几个测试,先不看结果,看看自己能答对多少?
a = 10
b = 10
print a is b
a = 10.0
b = 10.0
print a is b
a = 10
def f():
return 10
print f() is a
a = 1000
def f():
return 1000
print f() is a
a = 10.0
def f():
return 10.0
print f() is a
这个结果是True, True, True, False, False。你答对了吗?
这个结果中牵扯到两个问题:第一,就是小整数的缓存。第二,就是pyc文件中CodeObject的组织问题。
Python中把-127到128这些小整数都缓存了一份。这和Java的Integer类是一样的。所以,对于-127到128之间的整数,整个Python虚拟机中就只有一个实例。不管你什么时候,什么场景下去使用 is 进行判断,都会是True。所以我们知道了这两个测试一定会是True:
a = 10
b = 10
print a is b
a = 10
def f():
return 10
print f() is a
接着,我们重点看下,这两个测试:
a = 10.0
b = 10.0
print a is b
a = 10.0
def f():
return 10.0
print f() is a
为什么一个是True,一个是False?要探究这个问题,就要从字节码的角度去分析了。我们先把这个文件编译一下:
python -m compileall testis.py
然后再查看一下这个文件:
import dis, marshal, struct, sys, time, types def show_file(fname): f = open(fname, "rb") magic = f.read(4) moddate = f.read(4) # modtime = time.asctime(time.localtime(struct.unpack('L', moddate)[0])) print "magic %s" % (magic.encode('hex')) print "moddate %s" % (moddate.encode('hex')) code = marshal.load(f) show_code(code) def show_code(code, indent=''): old_indent = indent print "%s" % indent indent += ' ' print "%s %d " % (indent, code.co_argcount) print "%s %d " % (indent, code.co_nlocals) print "%s %d " % (indent, code.co_stacksize) print "%s %04x " % (indent, code.co_flags) show_hex("code", code.co_code, indent=indent) print "%s" % indent dis.disassemble(code) print "%s " % indent print "%s %r " % (indent, code.co_names) print "%s %r " % (indent, code.co_varnames) print "%s %r " % (indent, code.co_freevars) print "%s %r " % (indent, code.co_cellvars) print "%s %r " % (indent, code.co_filename) print "%s %r " % (indent, code.co_name) print "%s %d " % (indent, code.co_firstlineno) print "%s" % indent for const in code.co_consts: if type(const) == types.CodeType: show_code(const, indent+' ') else: print " %s%r" % (indent, const) print "%s " % indent show_hex("lnotab", code.co_lnotab, indent=indent) print "%s
" % old_indent def show_hex(label, h, indent): h = h.encode('hex') if len(h) < 60: print "%s<%s> %s" % (indent, label, h,label) else: print "%s<%s>" % (indent, label) for i in range(0, len(h), 60): print "%s %s" % (indent, h[i:i+60]) print "%s" % (indent, label) show_file(sys.argv[1])
得到这样的输出:
0 0 2 0040
6400005a00006400005a01006500006501006b080047486400005a000064
01008400005a02006502008300006500006b0800474864020053
1 0 LOAD_CONST 0 (10.0)
3 STORE_NAME 0 (a)
2 6 LOAD_CONST 0 (10.0)
9 STORE_NAME 1 (b)
3 12 LOAD_NAME 0 (a)
15 LOAD_NAME 1 (b)
18 COMPARE_OP 8 (is)
21 PRINT_ITEM
22 PRINT_NEWLINE
5 23 LOAD_CONST 0 (10.0)
26 STORE_NAME 0 (a)
6 29 LOAD_CONST 1 ()
32 MAKE_FUNCTION 0
35 STORE_NAME 2 (f)
8 38 LOAD_NAME 2 (f)
41 CALL_FUNCTION 0
44 LOAD_NAME 0 (a)
47 COMPARE_OP 8 (is)
50 PRINT_ITEM
51 PRINT_NEWLINE
52 LOAD_CONST 2 (None)
55 RETURN_VALUE
('a', 'b', 'f') () () () 'testis.py' '' 1
10.0
0 0 1 0043 64010053
7 0 LOAD_CONST 1 (10.0)
3 RETURN_VALUE
() () () () 'testis.py' 'f' 6
None
10.0
0001
None
060106010b0206010902
大家注意看,整个python文件其实就是一个大的对象。f 所对应的那个函数也是一个
对象,这个code对象做为整体是大的
对象的consts域里的一个const项。再注意,在大
对象里,有10.0这样的一个const项,f 这个
对象所对应的conts里,也有一个10.0这个浮点数。
当python在加载这个文件的时候,就会完成主里的10.0这个浮点数的加载,生成一个PyFloatObject。也就是说静态的pyc文件的常量表在被加载以后,就变成了内存中的常量表。文件的表里的10.0就变成了内存中的一个PyFloatObject。所以,a, b两个变量都会引用这个PyFloatObject。
但是 f 里的那个10.0呢?它是要等到MAKE_FUNCTION被调用的时候才会真正地初始化。做为 f 方法的返回值,它必然与我们之前所说的主里的10.0不是同一个对象了。
本质上讲,这是Python的一个设计缺陷(例如Java以一个文件为编译单元,共享同一个常量池就会减轻这个问题。但如果跨文件使用 == 操作符,也会出现同样的问题。仍然没有解决这个问题。实际上,我自己也不知道该怎么解决这个问题。)我们应该尽量避免 is 的这种用法。始终把 is 的用法限制在本文的第一个例子中。这样相对会安全一些。