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Python 中出現的 is 和 id是啥

巴扎黑
巴扎黑原創
2017-04-30 16:28:491977瀏覽

  (ob1 is ob2) 等價於 (id(ob1) == id(ob2))

#   首先id函數可以獲得物件的記憶體位址,如果兩個物件的記憶體位址是一樣的,那麼這兩個物件肯定是一個物件。和is是等價的。 Python原始碼為證。

static PyObject *
 cmp_outcome(int op, register PyObject *v, register PyObject *w)
{
 int res = 0;
 switch (op) {
 case PyCmp_IS:
  res = (v == w);
 break;
 case PyCmp_IS_NOT:
res = (v != w);
 break;

  但是請看下邊程式碼的這種情況怎麼會出現呢?

In [1]: def bar(self, x):
...:     return self.x + y
...: 

In [2]: class Foo(object):
...:     x = 9
...:     def __init__(self ,x):
...:         self.x = x
...:     bar = bar
...:     

In [3]: foo = Foo(5)

In [4]: foo.bar is Foo.bar
Out[4]: False

In [5]: id(foo.bar) == id(Foo.bar)
Out[5]: True

  兩個物件用is判斷是False,用id判斷卻是True,這與我們已知的事實不符啊,這種現象該如何解釋呢?遇到這種情況最好的解決方法就是呼叫dis模組去看下兩個比較語句到底做了什麼。

In [7]: dis.dis("id(foo.bar) == id(Foo.bar)")
          0 BUILD_MAP       10340
          3 BUILD_TUPLE     28527
          6 <46>           
          7 DELETE_GLOBAL   29281 (29281)
         10 STORE_SLICE+1  
         11 SLICE+2        
         12 DELETE_SUBSCR  
         13 DELETE_SUBSCR  
         14 SLICE+2        
         15 BUILD_MAP       10340
         18 PRINT_EXPR     
         19 JUMP_IF_FALSE_OR_POP 11887
         22 DELETE_GLOBAL   29281 (29281)
         25 STORE_SLICE+1  

In [8]: dis.dis("foo.bar is Foo.bar")
          0 BUILD_TUPLE     28527
          3 <46>           
          4 DELETE_GLOBAL   29281 (29281)
          7 SLICE+2        
          8 BUILD_MAP        8307
         11 PRINT_EXPR     
         12 JUMP_IF_FALSE_OR_POP 11887
         15 DELETE_GLOBAL   29281 (29281)

真實情況是當執行.操作符的時候,實際上是生成了一個proxy對象,foo.bar is Foo.bar的時候,兩個對象順序生成,放在棧里相比較,由於地址不同肯定是False,但是id(foo.bar) == id(Foo.bar)的時候就不同了,首先生成foo.bar,然後計算foo.bar的地址,計算完之後foo.bar的地址之後,就沒有任何對象指向foo .bar了,所以foo.bar物件就會被釋放。然後產生Foo.bar對象,由於foo.bar和Foo.bar所佔用的記憶體大小是一樣的,所以又恰好重用了原先foo.bar的記憶體位址,所以id(foo.bar) == id(Foo. bar)的結果是True。

  以下內容由郵件Leo Jay大牛提供,他解釋的更加通透。

  用id(expression a) == id(expression b)來判斷兩個表達式的結果是不是同一個物件的想法是有問題的。

  foo.bar 這種形式叫 attribute reference [1],它是表達式的一種。 foo是一個instance object,bar是一個方法,這個時候表達式foo.bar回傳的結果叫做method object [2]。根據文檔:

When an instance attribute is referenced that isn’t a data attribute, 
its class is searched. If the name denotes a valid class attribute 
that is a function object, a method object is created by packing 
(pointers to) the instance object and the function object just found 
together in an abstract object: this is the method object.

foo.bar本身並不是簡單的名字,而是表達式的計算結果,是一個method object,在id(foo.bar)這樣的表達式裡,method object只是一個暫時的中間變數而已,對暫時的中間變數做id是沒有意義的。

  一個更明顯的例子是,

print id(foo.bar) == id(foo.__init__)

  輸出的結果也是True

  看 id 的文檔[3]:

#
Return the “identity” of an object. This is an integer (or long 
integer) which is guaranteed to be unique and constant for this object 
during its lifetime. Two objects with non-overlapping lifetimes may 
have the same id() value. 
CPython implementation detail: This is the address of the object in memory.

  只有你能保證物件不會被銷毀的前提下,你才能用 id 來比較兩個物件。所以,如果你非要比的話,得這樣寫:

fb = foo.bar 
Fb = Foo.bar 
print id(fb) == id(Fb)

#   即把兩個表達式的結果綁定到名字上,再來比是不是同一個對象,你才能得到正確的結果。

  is表達式 [4] 也是一樣的,你現在得到了正確的結果,完全是因為 CPython 現在的實作細節決定的。現在的is的實現,是左右兩邊的物件都計算出來,然後再比較這兩個物件的位址是否一樣。萬一哪天改成了,先算左邊,保存地址,把左邊釋放掉,再算右邊,再比較的話,你的is的結果可能就錯了。官方文件裡也提到了這個問題 [5]。我認為正確的方法也是像id那樣,先把左右兩邊都計算下來,並顯式綁定到各自的名字上,然後再用is判斷。

  [1] http://docs.python.org/2/reference/expressions.html#attribute-references
  [2] http://docs.python.org/2/tutorial/classes.html#method-objects
  [3] http://docs.python.org/2/library/functions.html#id
#   [4] http://docs.python.org/2/reference/expressions.html#index-68
  [5] http://docs.python.org/2/reference/expressions.html#id26

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