'是'操作员意外地表现为非

在与Python解释器一起玩时，我偶然发现了这个与is运算符相冲突的例子：

如果评估发生在函数中，则返回True ，如果在外部完成，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运算符为所涉及的对象计算id() ，这意味着a和b在函数func内声明时指向同一个int实例，但相反，它们指向不在其外的对象。

这是为什么？

注意 ：我了解Python的“is”运算符中所述的identity（ is ）和equality（ == ）运算之间的区别。 另外，我还意识到python正在执行的范围[-5, 256]的整数的缓存，如“is”中所描述的那样，整数运算符意外地行为。

这不是这种情况，因为数字超出了这个范围， 我确实想要评估身份而不是平等。

TL;博士：

如参考手册所述：

块是作为一个单元执行的一段Python程序文本。 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。

这就是为什么在一个函数的情况下，你有一个单一的代码块，其中包含数字文字1000的单个对象，所以id(a) == id(b)将产生True 。

在第二种情况下，您有两个不同的代码对象，每个代码对象都有它们自己的不同的1000对象，因此id(a) != id(b) 。

请注意，此行为不仅仅以int文字显示，您会得到类似的结果，例如float文字（请参见此处）。

当然，比较对象（除明确is None测试）应始终与平等的运营商做== ，而不是is 。

这里陈述的一切都适用于Python，CPython的最流行的实现。 其他实现可能不同，因此在使用它们时不应该做出任何假设。

较长答案：

为了获得更清晰的视图并且另外验证这个看似奇怪的行为，我们可以使用dis模块直接查看这些情况下的code对象。

对于函数func ：

除了所有其他属性外，函数对象还具有__code__属性，允许您查看该函数的编译字节码。 使用dis.code_info我们可以得到一个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:              func
Filename:          <stdin>
Argument count:    0
Kw-only arguments: 0
Number of locals:  2
Stack size:        2
Flags:             OPTIMIZED, NEWLOCALS, NOFREE
Constants:
   0: None
   1: 1000
Variable names:
   0: a
   1: b

我们只对函数func的Constants条目感兴趣。 其中，我们可以看到我们有两个值， None （总是存在）和1000 。 我们只有表示常数单个 int实例1000 。 这是调用函数时a和b将要分配的值。

通过func.__code__.co_consts[1]访问这个值很容易，所以，在函数中查看我们的a is b评估的另一种方式a is b这样的：

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

当然，这将会评估为“ True因为我们指的是同一个对象。

对于每个交互式命令：

如前所述，每个交互式命令都被解释为单个代码块：独立进行解析，编译和评估。

我们可以通过内置的compile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，我们都会看到类似的代码对象，如下所示：

>>> print(dis.code_info(com1))
Name:              <module>
Filename:          
Argument count:    0
Kw-only arguments: 0
Number of locals:  0
Stack size:        1
Flags:             NOFREE
Constants:
   0: 1000
   1: None
Names:
   0: a

com2的相同命令看起来相同，但有一个根本区别：每个代码对象com1和com2具有不同的int实例，表示文字1000 。 这就是为什么在这种情况下，当我们通过co_consts参数做a is b ，我们实际上得到：

>>> 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：我对于源代码中究竟发生了什么以及在深入研究之后有点好奇，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，检查已有的常量。 请参阅下面的@Raymond Hettinger的回答以获取更多信息。

注意事项：

>>> a = 1000; b = 1000;
>>> a is b

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

在交互式提示中，条目以单一模式编译，一次处理完整的语句。 编译器本身（在Python / compile.c中）跟踪名为u_consts的字典中的常量，该字典将常量对象映射到其索引。

在compiler_add_o（）函数中，您会看到在添加新常量（并增加索引）之前，会检查该词典以查看常量对象和索引是否已存在。 如果是这样，他们被重用。

总之，这意味着一个语句中的重复常量（例如在函数定义中）被折叠为一个单例。 相反，你的a = 1000和b = 1000是两个单独的陈述，所以不会发生折叠。

FWIW，这只是一个CPython实现细节（即不受语言保证）。 这就是为什么这里给出的参考资料是针对C源代码而不是对主题不作任何保证的语言规范。

希望您对CPython如何在引擎盖下工作深有体会:-)

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