为什么“is”运算符对于 Python 中函数内部和外部的非缓存整数的行为不同？

“is”运算符对非缓存整数的意外行为

查询

在尝试使用 Python 解释器时，注意到一个关于 '是'运算符。具体来说，“is”在函数内求值时返回 True，但在函数外部求值时返回 False：

>>> def func():
...     a = 1000
...     b = 1000
...     return a is b
...

>>> a = 1000
>>> b = 1000
>>> a is b, func()
(False, True)

由于“is”计算对象的“id”，这意味着在“func”函数内， 'a' 和 'b' 指的是同一个 int 实例。然而，在函数之外，它们引用不同的对象。为什么会这样？

解释

Python 参考手册提供了深刻的说明：

“块是作为一个单元执行的一段 Python 程序文本” 。以交互方式键入的每个命令都是一个块。”

在一个函数中，存在一个代码块，仅包含一个数字对象1000. 因此，“id(a)”和“id(b)”返回相同的值，从而得到 True 计算。

在函数之外，我们有两个单独的代码对象，每个对象都有其对象为 1000。因此，'id(a)' 和 'id(b)' 不同，导致错误评估。

这个怪癖并不专属于整数。例如，使用浮点文字可以观察到类似的结果。请记住，通常不鼓励比较对象的身份（使用“is”）；相反，应该使用相等运算符（'=='）。

代码演示

为了获得更清晰的理解，我们可以深入研究这两种情况的代码对象：

在 'func' 函数中：

>>> print(dis.code_info(func))
...
Constants:
   0: None
   1: 1000

我们有一个1000 的 'int' 实例被分配给 'a' 和 'b'。

在 'func' 函数之外：

>>> com1 = compile("a=1000", filename="", mode="single")
>>> com2 = compile("b=1000", filename="", mode="single")
>>> id(com1.co_consts[0]) == id(com2.co_consts[0])
False

我们看到每个代码对象都有其实例 1000，导致 False评估。

注释

• 此观察结果与 CPython 有关，这是最广泛使用的 Python 实现。
• 链式语句对于“is”计算结果为 True，因为它们被处理作为单个代码块。
• 在模块级别执行也会产生True。
• 不建议对可变对象使用“is”进行身份检查，因为它们的计算结果始终为 False。

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