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[英]Why does the Python ** operator behave differently on arrays and scalars
[英]Why does the `is` operator behave differently in a script vs the REPL?
在python中,两个代码有不同的结果:
a = 300
b = 300
print (a==b)
print (a is b) ## print True
print ("id(a) = %d, id(b) = %d"%(id(a), id(b))) ## They have same address
但在 shell 模式下(交互模式):
>>> a = 300
>>> b = 300
>>> a is b
False
>>> id(a)
4501364368
>>> id(b)
4501362224
"is" 运算符有不同的结果。
当您在.py
脚本中运行代码时,整个文件会在执行前编译为代码对象。 在这种情况下,CPython 能够进行某些优化——比如为整数 300 重用同一个实例。
您还可以通过在更类似于执行脚本的上下文中执行代码来在 REPL 中重现它:
>>> source = """\
... a = 300
... b = 300
... print (a==b)
... print (a is b)## print True
... print ("id(a) = %d, id(b) = %d"%(id(a), id(b))) ## They have same address
... """
>>> code_obj = compile(source, filename="myscript.py", mode="exec")
>>> exec(code_obj)
True
True
id(a) = 140736953597776, id(b) = 140736953597776
其中一些优化非常激进。 您可以修改脚本行b = 300
将其更改为b = 150 + 150
,CPython 仍会将b
“折叠”为相同的常量。 如果您对此类实现细节感兴趣,请查看peephole.c
和 Ctrl+F 以获取PyCode_Optimize
以及有关“consts 表”的任何信息。
相反,当您直接在 REPL 中逐行运行代码时,它会在不同的上下文中执行。 每行都以“单”模式编译,并且此优化不可用。
>>> scope = {}
>>> lines = source.splitlines()
>>> for line in lines:
... code_obj = compile(line, filename="<I'm in the REPL>", mode="single")
... exec(code_obj, scope)
...
True
False
id(a) = 140737087176016, id(b) = 140737087176080
>>> scope['a'], scope['b']
(300, 300)
>>> id(scope['a']), id(scope['b'])
(140737087176016, 140737087176080)
关于 CPython 及其行为,实际上有两件事需要了解。 首先, [-5, 256]范围内的小整数在内部被保留。 因此,任何落在该范围内的值都将共享相同的 id,即使在 REPL 中也是如此:
>>> a = 100
>>> b = 100
>>> a is b
True
由于 300 > 256,它没有被拘留:
>>> a = 300
>>> b = 300
>>> a is b
False
其次,在脚本中,文字被放入已编译代码的常量部分。 Python 足够聪明地意识到,由于a
和b
都引用文字300
并且300
是一个不可变对象,它可以继续引用相同的常量位置。 如果您稍微调整一下脚本并将其编写为:
def foo():
a = 300
b = 300
print(a==b)
print(a is b)
print("id(a) = %d, id(b) = %d" % (id(a), id(b)))
import dis
dis.disassemble(foo.__code__)
输出的开始部分如下所示:
2 0 LOAD_CONST 1 (300)
2 STORE_FAST 0 (a)
3 4 LOAD_CONST 1 (300)
6 STORE_FAST 1 (b)
...
如您所见,CPython 使用相同的常量槽加载a
和b
。 这意味着a
和b
现在引用同一个对象(因为它们引用同一个插槽),这就是为什么a is b
在脚本中为True
但在 REPL 中不是。
如果您将语句包装在一个函数中,您也可以在 REPL 中看到这种行为:
>>> import dis
>>> def foo():
... a = 300
... b = 300
... print(a==b)
... print(a is b)
... print("id(a) = %d, id(b) = %d" % (id(a), id(b)))
...
>>> foo()
True
True
id(a) = 4369383056, id(b) = 4369383056
>>> dis.disassemble(foo.__code__)
2 0 LOAD_CONST 1 (300)
2 STORE_FAST 0 (a)
3 4 LOAD_CONST 1 (300)
6 STORE_FAST 1 (b)
# snipped...
底线:虽然 CPython 有时会进行这些优化,但您不应该真正指望它——它实际上是一个实现细节,并且随着时间的推移它们已经改变(CPython 过去只对不超过 100 的整数执行此操作,因为例子)。 如果您要比较数字,请使用==
。 :-)
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