Python 身份运算符：了解 'is' 和 'is not'

欢迎，未来的 Python 程序员们！今天，我们将深入探讨 Python 的一个迷人方面：身份运算符。如果你是编程新手，不用担心；我会一步一步地引导你理解这个概念，就像我在多年的教学中对无数学生所做的那样。所以，拿起你最喜欢的饮料，让我们一起踏上这段激动人心的旅程吧！

Python - Identity Operators

什么是 Python 身份运算符？

在我们深入研究细节之前，先来了解一下身份运算符是什么。在 Python 中，身份运算符用于比较两个对象的内存位置。它们不比较对象的值，而是检查对象是否实际上是内存中的同一个对象。

可以这样想象：假设你和你的朋友都有红色的自行车。它们可能看起来一模一样，但它们不是同一辆自行车。身份运算符在 Python 中帮助我们做出这样的区分。

Python 有两个身份运算符：

运算符	描述
is	如果两个操作数引用同一个对象，则返回 True
is not	如果两个操作数不引用同一个对象，则返回 True

现在，让我们详细看看每一个运算符。

Python 'is' 运算符

'is' 运算符检查两个对象是否有相同的身份，这意味着它们占据相同的内存位置。如果对象是相同的，它返回 True，否则返回 False。

让我们看一些例子：

# 示例 1：比较整数
a = 5
b = 5
print(a is b)  # 输出：True

# 示例 2：比较列表
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [1, 2, 3]
print(list1 is list2)  # 输出：False

# 示例 3：与 None 比较
x = None
print(x is None)  # 输出：True

让我们分解这些例子：

在第一个例子中，'a' 和 'b' 都被赋予了值 5。Python 通过让小整数（通常是 -5 到 256）共享相同的内存位置来优化内存。因此，'a' 和 'b' 实际上指的是内存中的同一个对象，使得 'a is b' 返回 True。
在第二个例子中，即使 list1 和 list2 包含相同的值，它们也是内存中的两个独立对象。这就是为什么 'list1 is list2' 返回 False。
在第三个例子中，'None' 是 Python 中的一个特殊单例对象。任何赋值为 None 的变量都将始终引用这个相同的对象，所以 'x is None' 返回 True。

Python 'is not' 运算符

'is not' 运算符是 'is' 运算符的简单否定。如果对象不是内存中的同一个对象，它返回 True，如果是，则返回 False。

让我们看一些例子：

# 示例 1：比较字符串
str1 = "Hello"
str2 = "Hello"
print(str1 is not str2)  # 输出：False

# 示例 2：再次比较列表
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [1, 2, 3]
print(list1 is not list2)  # 输出：True

# 示例 3：与 None 比较
y = 10
print(y is not None)  # 输出：True

让我们分析这些例子：

在第一个例子中，Python 优化了小字符串的内存，使得 str1 和 str2 指向同一个对象。因此，'str1 is not str2' 返回 False。
在第二个例子中，正如我们之前看到的，list1 和 list2 是内存中的独立对象，所以 'list1 is not list2' 返回 True。
在第三个例子中，y 被赋予了值 10，这不是 None。因此，'y is not None' 返回 True。

Python 身份运算符：实用示例与解释

现在我们已经涵盖了基础知识，让我们看一些更实用的例子来巩固我们的理解。

# 示例 1：函数返回 None
def greet(name=None):
if name is not None:
return f"Hello, {name}!"
else:
return "Hello, stranger!"

print(greet())  # 输出：Hello, stranger!
print(greet("Alice"))  # 输出：Hello, Alice!

# 示例 2：检查空集合
empty_list = []
if empty_list is not None and len(empty_list) == 0:
print("The list is empty but not None")

# 示例 3：对象比较
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name

person1 = Person("Bob")
person2 = Person("Bob")
person3 = person1

print(person1 is person2)  # 输出：False
print(person1 is person3)  # 输出：True

让我们分解这些例子：

在第一个例子中，我们使用 'is not None' 来检查是否为我们的 greet 函数提供了名称。这是 Python 中处理可选参数的常见模式。
第二个例子展示了我们如何将 'is not None' 与其他检查结合使用。在这里，我们确保我们的列表存在（不是 None）并且为空。
第三个例子演示了 'is' 与自定义对象的交互。尽管 person1 和 person2 有相同的名字，但它们是内存中的不同对象。然而，person3 被分配了与 person1 相同的对象，所以 'person1 is person3' 返回 True。

结论

好了，各位！我们已经穿越了 Python 身份运算符的土地。请记住，'is' 和 'is not' 是关于身份的，而不是相等性。它们检查对象是否是内存中的确切同一个对象，而不是它们是否具有相同的值。

在我的教学岁月中，我发现学生经常将 'is' 与 '==' 混淆。这里有一个我用来帮助记忆的小诗：“Is 是身份，等于等于才是相等！”

练习这些运算符，尝试不同的例子，很快你就能像专业人士一样使用它们了。祝你编程愉快，记住：在 Python 中，就像在生活中一样，重要的不仅仅是某物是什么，而是它在哪里！

Credits: Image by storyset