Python中is关键字详细说明，比较的是地址还是值

下面是一篇专门讲 is 等"相等/身份"判断的说明文，会对"到底比的是地址还是值"这个问题展开说明，并顺带讲几个常见容易混淆的运算符和关键字。

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一、先说结论：is 比较的是"对象身份"，不是值

在 CPython 这种主流实现里，可以粗略理解为：

is 比较的是两个变量是不是同一个对象（同一块内存里的同一个东西）。

常见写法：

a is b      # 身份比较：是否为同一个对象
a is not b  # 身份不相等

而：

a == b      # 值比较：值是否相等（由类型的 __eq__ 决定）
a != b      # 值不相等

1. "地址"这个说法该怎么理解？

在 C、C++ 等语言里，你可能会说"比较地址"。

在 Python 层面并不会直接暴露内存地址，但可以用 id(obj) 来理解为"对象身份"：

id(obj)  # 返回一个在该对象生命周期中唯一的整数标识

在 CPython 中，这个 id 通常就是该对象在内存中的地址（实现相关，不是语言保证，但足够帮助理解）。

于是可以理解为：

a is b       ≈  id(a) == id(b)
a is not b   ≈  id(a) != id(b)

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二、is 与 == 的区别：几个典型例子

1. 对于可变对象（list、dict 等）

a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]

print(a == b)  # True，值相等
print(a is b)  # False，不是同一个列表对象

如果你让两者指向同一个对象：

c = a
print(a == c)  # True
print(a is c)  # True，同一个对象

2. 对于不可变对象（int、str 等）

x = 1000
y = 1000

print(x == y)  # True，值相同
print(x is y)  # 可能是 False（不同实现/不同场景可能不同）

在 REPL / 小脚本里，x is y 有时会意外变成 True，这涉及常量缓存/驻留（interning），后面会说，但你应该记住：

判断数值、字符串等是否"值相等"，始终用 ==，不要指望 is。

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三、为什么有时候 a is b 会"意外"为 True？

1. 小整数缓存（CPython 的实现细节）

CPython 中对部分小整数做了缓存（通常是 [-5, 256]），以提升性能：

a = 100
b = 100
print(a is b)   # 在 CPython 中通常是 True（共享同一个小整数对象）

但这是解释器实现细节，不是语言规范保证。你不能依赖这一行为写逻辑。

2. 字符串驻留（interning）

一些字符串也会被复用，尤其是：

• 标识符形式的字符串（如变量名、函数名）
• 常量字符串字面量

s1 = "hello"
s2 = "hello"
print(s1 is s2)  # 在许多情况下是 True，但不能依赖

但一旦涉及拼接、运行时生成，情况就变化了：

s1 = "he" + "llo"   # 常量折叠，可能仍然是驻留
s2 = "".join(["he", "llo"])

print(s1 == s2)  # True
print(s1 is s2)  # 不一定 True

原则：

• 判断字符串内容是否相同，用 ==
• 不要写依赖 is 的字符串比较逻辑

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四、什么时候应该用 is？

1. 与单例对象比较：None、True、False

Python 里有一些"单例"对象，全局只有一个实例，例如：

• None
• True
• False
• 某些库中的特定单例（如 sentinel 对象）

判断是否为 None 的推荐写法：

if x is None:
    ...

而不是：

if x == None:  # 不推荐
    ...

原因：

• x == None 会调用 x.__eq__(None)，由类型自己决定比较逻辑，可能被重载，甚至返回奇怪的结果
• x is None 是纯身份比较，更精确表示"是否就是那个唯一的 None 对象"

类似地，当你自己设计一个"特殊标记"对象时，也可以用 is 来判断：

SENTINEL = object()  # 独特标记

if value is SENTINEL:
    ...

2. 检查对象是否为同一实例

比如你在缓存/池化（pool）逻辑里，确认有没有拿到同一对象：

if obj is cached_obj:
    ...

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五、其他"类似"的关键字/运算符：到底判断什么？

这里列出几个经常和 is 搞混的，同时说明它们判断的到底是什么。

1. == / !=：值相等比较

• 调用对象的 __eq__ / __ne__ 方法，判断"值"是否相等。
• 对于内建类型，已经有合理实现；对于自定义类，可以自行重写。

示例：

class User:
    def __init__(self, id, name):
        self.id = id
        self.name = name

u1 = User(1, "Alice")
u2 = User(1, "Alice")

print(u1 == u2)  # 默认情况 False ------ 因为 User 没有实现 __eq__
print(u1 is u2)  # False ------ 完全不同的对象

如果你希望"只要 id 一样就算同一个用户"，可以：

class User:
    def __init__(self, id, name):
        self.id = id
     self.name = name

    def __eq__(self, other):
        if isinstance(other, User):
            return self.id == other.id
        return NotImplemented

u1 = User(1, "Alice")
u2 = User(1, "Alice")

print(u1 == u2)  # True（值意义下相等）
print(u1 is u2)  # False（仍不是同一对象）

总结：== 是"值相等"，is 是"同一对象"。

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2. in / not in：成员测试

in 并不比较"地址"或"值相等"，它是"在不在里面"。

对不同容器有不同语义：

• 对列表/元组等序列：逐个元素用 == 比较
• 对集合：基于散列，近似 O(1) 查找，用 == 判断同一个元素
• 对字典：检查"键"是否存在

lst = [1, 2, 3]
print(1 in lst)   # True（用 == 逐个比较）
print(4 in lst)   # False

s = {1, 2, 3}
print(1 in s)     # True

d = {"a": 1, "b": 2}
print("a" in d)   # True，检查键
print(1 in d)     # False

成员测试的本质："是否存在等值元素" ，这里的相等是由 == 决定，不是 is。

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3. is vs == 在 in 中的潜在混淆

有时你会看到类似代码：

None in seq

这背后是：

• 逐个元素，用 == 与 None 比较

如果你想"列表里是否包含那个确切的对象实例 obj"，而不是"包含一个值相同的对象"，你可能需要：

any(item is obj for item in seq)

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4. is 与 bool 上下文

记住一点：is 返回的是布尔值 True / False，常用于条件判断：

if x is None:
    ...

而对象本身在布尔上下文中也会被转换成 True / False（通过 __bool__ 或 __len__）：

if some_list:  # 空列表为 False，非空列表为 True
    ...

这与 is 完全是两码事，不要混淆"真假"和"是否为同一个对象"。

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六、岔开一点：几个常被误会"比地址"的场景

1. 集合与字典中的"同一个元素"

s = set()
a = [1, 2]
b = [1, 2]

s.add(a)
print(b in s)   # False ------ 虽然值相同，但列表不可哈希，代码本身会报错

对于可哈希对象（如 int、str、不可变 tuple）：

s = set()
a = (1, 2)
b = (1, 2)

s.add(a)
print(b in s)  # True ------ 基于 hash + ==，不是 is

set/dict 判断"是否存在"，依据的是：

1. hash(obj)：散列值（快速定位）
2. ==：真正的相等判断（排除散列冲突）

跟"地址"无关。

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七、总结与实践建议

1. 记住这三句话

1. is 判断是否为同一个对象（同一身份），不管值是否相同。
2. == 判断值是否相等 ，由类型的 __eq__ 决定。
3. 判断数值、字符串、容器内容是否相同，用 ==，不要用 is。

2. 使用 is 的正确场景

• 判断是否为 None：
  • if x is None: / if x is not None:
• 判断是否为某个明确的单例对象 ：
  • 自己设计的 SENTINEL = object()
• 判定两个变量是否指向同一个实例（如缓存、对象池）

3. 使用 == 的场景

• 几乎所有"内容比较"的场景：
  • 数字是否相等
  • 字符串内容是否相同
  • 列表、字典等数据结构内容是否相同
  • 自定义类希望根据字段判断相等性时（记得重写 __eq__）