'=='
VS 'is'
等于(==)和 is 是 Python 中对象比较常用的两种方式。简单来说,'=='
操作符比较对象之间的值是否相等,而'is'
操作符比较的是对象的身份标识是否相等,即它们是否是同一个对象,是否指向同一个内存地址。
a = 10 b = 10 a == b True id(a) 4427562448 id(b) 4427562448 a is b True
首先 Python 会为 10 这个值开辟一块内存,然后变量 a 和 b 同时指向这块内存区域,即 a 和 b 都是指向 10 这个变量,因此 a 和 b 的值相等,id 也相等,a == b
和a is b
都返回 True。
不过,需要注意,对于整型数字来说,以上a is b
为 True 的结论,只适用于 -5 到 256 范围内的数字,事实上,出于对性能优化的考虑,Python 内部会对 -5 到 256 的整型维持一个数组,起到一个缓存的作用。这样,每次你试图创建一个 -5 到 256 范围内的整型数字时,Python 都会从这个数组中返回相对应的引用,而不是重新开辟一块新的内存空间。
通常来说,在实际工作中,当比较变量时,使用'=='
的次数会比'is'
多得多,因为我们一般更关心两个变量的值,而不是它们内部的存储地址。但是,当我们比较一个变量与一个单例(singleton)时,通常会使用'is'
。一个典型的例子,就是检查一个变量是否为 None:
if a is None: ... if a is not None: ...
这里注意,比较操作符'is'
的速度效率,通常要优于'=='
。因为'is'
操作符不能被重载,这样,Python 就不需要去寻找,程序中是否有其他地方重载了比较操作符,并去调用。但是'=='
操作符却不同,执行a == b
相当于是去执行a.__eq__(b)
,而 Python 大部分的数据类型都会去重载__eq__
这个函数,其内部的处理通常会复杂一些。
浅拷贝和深度拷贝
常见的浅拷贝的方法,1.是使用数据类型本身的构造器;2.对于可变的序列,还可以通过切片操作符':'
完成浅拷贝;3.Python 中也提供了相对应的函数 copy.copy(),适用于任何数据类型
l1 = [1, 2, 3] l2 = list(l1) l2 [1, 2, 3] l1 == l2 True l1 is l2 False s1 = set([1, 2, 3]) s2 = set(s1) s2 {1, 2, 3} s1 == s2 True s1 is s2 False ######################## l1 = [1, 2, 3] l2 = l1[:] l1 == l2 True l1 is l2 False ######################## import copy l1 = [1, 2, 3] l2 = copy.copy(l1)
不过,需要注意的是,对于元组,使用 tuple() 或者切片操作符':'
不会创建一份浅拷贝,相反,它会返回一个指向相同元组的引用:
t1 = (1, 2, 3) t2 = tuple(t1) t1 == t2 True t1 is t2 True
浅拷贝,是指重新分配一块内存,创建一个新的对象,里面的元素是原对象中子对象的引用。因此,如果原对象中的元素不可变,那倒无所谓;但如果元素可变,浅拷贝通常会带来一些副作用,尤其需要注意。
l1 = [[1, 2], (30, 40)] l2 = list(l1) l1.append(100) l1[0].append(3) l1 [[1, 2, 3], (30, 40), 100] l2 [[1, 2, 3], (30, 40)] l1[1] += (50, 60) l1 [[1, 2, 3], (30, 40, 50, 60), 100] l2 [[1, 2, 3], (30, 40)]
所谓深度拷贝,是指重新分配一块内存,创建一个新的对象,并且将原对象中的元素,以递归的方式,通过创建新的子对象拷贝到新对象中。因此,新对象和原对象没有任何关联。Python 中以 copy.deepcopy() 来实现对象的深度拷贝。
import copy l1 = [[1, 2], (30, 40)] l2 = copy.deepcopy(l1) l1.append(100) l1[0].append(3) l1 [[1, 2, 3], (30, 40), 100] l2 [[1, 2], (30, 40)]
不过,深度拷贝也不是完美的,往往也会带来一系列问题。如果被拷贝对象中存在指向自身的引用,那么程序很容易陷入无限循环:
import copy x = [1] x.append(x) x [1, [...]] y = copy.deepcopy(x) y [1, [...]]
这个例子,列表 x 中有指向自身的引用,因此 x 是一个无限嵌套的列表。但是发现深度拷贝 x 到 y 后,程序并没有出现 stack overflow 的现象。这是为什么呢?
其实,这是因为深度拷贝函数 deepcopy 中会维护一个字典,记录已经拷贝的对象与其 ID。拷贝过程中,如果字典里已经存储了将要拷贝的对象,则会从字典直接返回。
总结:
- 比较操作符
'=='
表示比较对象间的值是否相等,而'is'
表示比较对象的标识是否相等,即它们是否指向同一个内存地址。 - 比较操作符
'is'
效率优于'=='
,因为'is'
操作符无法被重载,执行'is'
操作只是简单的获取对象的 ID,并进行比较;而'=='
操作符则会递归地遍历对象的所有值,并逐一比较。 - 浅拷贝中的元素,是原对象中子对象的引用,因此,如果原对象中的元素是可变的,改变其也会影响拷贝后的对象,存在一定的副作用。
- 深度拷贝则会递归地拷贝原对象中的每一个子对象,因此拷贝后的对象和原对象互不相关。另外,深度拷贝中会维护一个字典,记录已经拷贝的对象及其 ID,来提高效率并防止无限递归的发生。