Python对象（下）

前面一篇文章介绍了一些Python对象的基本概念，这篇接着来看看Python对象相关的一些内容。

Python对象的比较

Python对象有三个要素：身份，类型和值，所以我们就分别从这三个角度出发看看对象之间的比较。

对象身份比较

对象身份的比较，其实就是比较对象的内存地址，即内建函数id()的结果比较。可以用来判断不同的变量是否指向了同一个地址。

直接看例子：

通过例子的输出可以得到，f1和f2指向了不同的对象（地址）；但是，i1和i2却指向了相同的对象（地址）。

之所以产生这种差异，是因为Python对整数对象和字符串对象会进行缓存，所以没有产生新的对象，而是指向了缓存的对象。不同版本的Python处理缓存是不一样的，所以同样的例子可能产生不同的结果。

对于对象身份比较，还可以使用Python中的"is"关键字：

obj1 is obj2
# 等价
id(obj1) == id(obj2)

obj1 is not obj2
# 等价
id(obj1) != id(obj2)

对象类型比较

通过type()内建函数，可以得到一个对象的类型，然后就可以进行类型比较了。

看一段代码：

例子中使用了三种方式进行对象类型的比较：

• 直接将type(obj)与类型进行比较
• 将type(obj)的身份跟类型的身份进行比较
• 通过内建的isinstance()函数，判断一个对象是不是有特定类型实例化得到的
  • 其第一个参数为对象，第二个为类型名或类型名的一个列表
  • 其返回值为布尔型

简单看看前两种方式的区别，第一种方式是直接将两个类型对象的值进行比较；而第二种方式比较的是两个类型对象的身份，这种方式的原理是，如果两个类型对象的身份不同，那么两个类型对象的值肯定不同。

对象值比较

对于Python对象，可以直接使用比较操作符（>，<，==等）进行对象值的比较。关于Python的内建对象，有一套比较规则，比如两个list对象的比较就是按照list比较规则进行的。

这里我们就主要看看自定义类型的对象之间的比较。

自定义类型的对象值比较

在Python中，所有的类型都有一套用于比较的"魔术方法" ，对于自定义的类型，我们就可以通过实现这些方法来定义自定义类型的对象的比较行为：

• __cmp__(self, other) : __cmp__ is the most basic of the comparison magic methods. __cmp__ should return a negative integer if self < other, zero if self == other, and positive if self > other.
• __eq__(self, other) Defines behavior for the equality operator, ==.
• __ne__(self, other) Defines behavior for the inequality operator, !=.
• __lt__(self, other) Defines behavior for the less-than operator, <.
• __gt__(self, other) Defines behavior for the greater-than operator, >.
• __le__(self, other) Defines behavior for the less-than-or-equal-to operator, <=.
• __ge__(self, other) Defines behavior for the greater-than-or-equal-to operator, >=.

看一个例子，我们定义了一个"语句"类型，并实现了一些比较方法，这样对于改类型的对象，我们就可以直接通过比较操作符进行对象值比较了。

有一点需要注意的是，关于自定义类型的对象，如果没有实现比较操作符对应的"魔术方法"，那么将默认使用对象身份（id()）进行比较。

"is"和"=="的差别

这里需要注意一下"is"和"=="之间的差别：

• "is"用来比较对象的身份是否相等，也就是说，比较对象的内存地址是否相同（变量是否指向同一个对象）
• "=="用来比较对象的内容（值）是否相等

看下面的代码：

对于变量c和d，由于数值超过了Python对整型数的缓存范围，所有d就会是Python生成的一个新的对象。因此，c和d的值是相同的，但是身份却是不同的。

可变对象和不可变对象

在Python中，一切都是对象，Python中不存在所谓的传值，一切传递的都是对象的引用（也可以认为是传址）。

上一篇文章中了解到，根据Python对象的类型，可以将Python对象分为：Type Object（类型对象）和Non-type Object（非类型对象）。

同样，根据对象的可变性，也可以将Python对象分为两类：可变（mutable）对象和不可变（immutable）对象。

• 不可变（immutable）对象：对象的内容不可变，当尝试改变对象内容的时候，会创建一个新的对象；也就是说对象的身份（id()）会发生变化
  • 例如：number、string，tuple
• 可变（mutable）对象：对象的内容可变，当改变对象内容的时候，对象的身份（id()）不会变化
  • 例如：list、dict、set

看一段简单的代码：

tuple是"可变的"

虽然元组对象本身是不可变的，但这并不意味着元组包含的可变对象也不可变。

看下面的例子：

现在我们根据下图分析这段代码，tpl这个元组的第四个元素比较特殊，是一个list；所以，在tpl中第四个元素存放的是这个list的地址（身份id()，引用）。

元组的不可变性就决定了tpl第四个元素对应的内容，即list的地址不能改变了，但是，这个地址37865712指向的内容是可以被改变的。

总结

本篇介绍了Python对象的比较，包括对象的身份，类型以及值的比较。对于自定义类型的对象，如果需要进行比较操作，可以通过自定义比较操作相关的"魔术方法"。

另外，文中简单介绍了Python对象的可变性，对比了可变（mutable）对象和不可变（immutable）对象之间的不同。