理解Python中is 与 == 的区别

╰半夏微凉° 2022-03-02 17:52 300阅读 0赞

在Python中，有一个问题会被经常问到，那就是运算符`is`与`==`有什么区别?

很多人都知道他们都是比较两个对象是否相等，说起来都是比较对象，但是分不清什么时候用哪个，其实非常容易区分只要记住一点。

> `==`是比较运算符，它比较的是两个对象中的值是否是相等的。而`is`是同一性运算符，比较的是两个对象的id值是否相等或者说比较的是对象的内存空间地址是否相等。

为了更好更深刻的理解，我们还是从几个例子出发：

a = 1, 2, 3
    b = 1, 2, 3
    print(f'The result of (a == b) is: {a == b}')
    print(f'The result of (a is b) is: {a is b}')
    
    # 输出如下：
    # The result of (a == b) is: True
    # The result of (a is b) is: False

我们可以发现，a和b的值都是一个值为1, 2, 3的元组类型。所以在用比较运算符`==`比较时显示为`True`。

但是用`is`同一性运算符比较时，结果却为`False`，因为尽管它们的值是相等的，但是这两个对象各自的内存空间地址是不相等的。我们可以向下面这样用Python内置的`id()`函数来查看独享的内存地址信息。

print(f'a: {id(a)}, b: {id(b)}')
    
    # 输出如下：
    # a: 112163566792, b: 112166450376

可以发现，2个对象的内存地址不一样，所以用`is`比较的时候结果为`False`。

现在，我们创建了一个新对象c，然后把a赋值给c，也就是说a和c两个变量指向的是同一个对象地址，当我们用id()函数查看内存地址时显示地址的确一样，所以再次用is运算符比较的时候显示为`True`，而且反过来推如果`is`比较下来相等，那么用`==`比较自然也相等。

c = a
    print(f'The result of (a is c) is: {a is c}')
    print(f'a: {id(a)}, c: {id(c)}')
    
    # 输出内容：
    # The result of (a is c) is: True
    # a: 112163566792, c: 112163566792

这里必须要提一下，还有一个看似很奇怪的比较问题也经常被拿来反问一些新手。

在Python里明明新创建一个变量对象就会开辟一个内存空间，那么用`is`比较的时候应该是不同的地址，返回应该是False，可是下面为什么他们返回True而且内存地址是相同的呢？

s1 = 'hello'
    s2 = 'hello'
    
    print(f's1: {id(s1)}, s2: {id(s2)}')
    print(f'The result of (s1 is s2) is: {s1 is s2}')
    
    # 输出内容：
    # s1: 112167134296, s2: 112167134296
    # The result of (s1 is s2) is: True

而如果赋值的是长一点的字符串时，可以看到确实得到了正常该有的结果（确实创建了两个不同对象，用is判断确实应该返回False）。

s3 = 'hello, Anders'
    s4 = 'hello, Anders'
    
    print(f's3: {id(s3)}, s4: {id(s4)}')
    print(f'The result of (s3 is s4) is: {s3 is s4}')
    
    # 输出内容：
    # s3: 112166728944, s4: 112167126384
    # The result of (s3 is s4) is: False

这是因为前一种情况下Python的字符串驻留机制起了作用。对于较小的字符串或者整数，为了提高系统性能Python会保留其值的一个副本，当创建新的字符串的时候直接指向该副本即可。所以 “hello” 在内存中只有一个副本，s1 和 s2 的 id 值相同，而 “hello, Anders” 是长字符串，不驻留内存，Python中各自创建了两个对象s2 和 s4，所以他们的值相同但 id 值不同。

那么，看看下面这个奇怪的例子。前面我们解释到了，对于较小的字符串或者整数，为了提高系统性能Python会保留其值的一个副本，也就不会创建新的内存空间了，所以你会看到如下示例给变量a1，b1赋值为256时，实际上他们是一个内存空间地址，自然is比较下来为True，可是为什么当给a2，b2按一样的方式赋值整数只是赋的值为257结果却为False呢？

a1 = 256
    b1 = 256
    print(f'The result of (a1 is b1) is: {a1 is b1}')
    
    a2 = 257 
    b2 = 257
    print(f'The result of (a2 is b2) is: {a2 is b2}')
    
    # 输出如下:
    # The result of (a1 is b1) is: True
    # The result of (a2 is b2) is: False

因为，整数在程序中的使用非常广泛，Python为了优化速度，使用了小整数对象池， 避免为整数频繁申请和销毁内存空间。

Python 对小整数的定义是 \[-5, 256\] 这些整数对象是提前建立好的，不会被垃圾回收。在一个 Python 的程序中，无论这个整数处于LEGB中的哪个位置，所有位于这个范围内的整数使用的都是同一个对象。同理，单个字母也是这样的。