is用于判斷兩個(gè)對(duì)象是否為同一個(gè)對(duì)象，具體來說是兩個(gè)對(duì)象在內(nèi)存中的位置是否相同。

python為了提高效率，節(jié)省內(nèi)存，在實(shí)現(xiàn)上大量使用了緩沖池技術(shù)和字符串intern技術(shù)。

整數(shù)和字符串是不可變對(duì)象，也就意味著可以用來共享，如100個(gè)“python”字串變量可以共享一個(gè)“python”字符串對(duì)象，而不是創(chuàng)建100個(gè)“python”字符串。

小整數(shù)對(duì)象池

為了應(yīng)對(duì)小整數(shù)的頻繁使用，python使用對(duì)小整數(shù)進(jìn)行了緩存，默認(rèn)范圍為[-5,256]，在這個(gè)范圍內(nèi)的所有整數(shù)被python完全地緩存，當(dāng)有變量使用這些小整數(shù)時(shí)，增加對(duì)應(yīng)小整數(shù)對(duì)象的引用即可。

>>> i = -5>>> j = -5>>> i is j # i和j是同一個(gè)對(duì)象True>>> i = 256>>> j = 256>>> i is j # i和j是同一個(gè)對(duì)象True>>> i = 257>>> j = 257>>> i is j # i和j是不同對(duì)象False

由上面的實(shí)例可以看到，當(dāng)變量在[-5,256]之間時(shí)，兩個(gè)值相同的變量事實(shí)上會(huì)引用到同一個(gè)小整數(shù)對(duì)象上，也就是小整數(shù)對(duì)象池中的對(duì)象，而不會(huì)去創(chuàng)建兩個(gè)對(duì)象。而當(dāng)變量超出了這個(gè)范圍，兩個(gè)值相同的變量也會(huì)各自創(chuàng)建整數(shù)對(duì)象，所以兩者對(duì)應(yīng)的對(duì)象不同。

字符串intern

如果當(dāng)前變量引用的字符串對(duì)象已經(jīng)存在的話，直接增加對(duì)應(yīng)字符串對(duì)象的引用，而不去創(chuàng)建新的字符串對(duì)象，這就是字符串intern機(jī)制。

>>> i = '12' >>> j = '12' >>> i is j True

在詳細(xì)探討字符串intern機(jī)制之前，先看一個(gè)奇怪的問題：

>>> i = '1 2' >>> j = '1 2' >>> i is j False

i = '1 2' j = '1 2' print(i is j)

輸出結(jié)果

True

上述代碼分開運(yùn)行，結(jié)果為False，但是合在一起結(jié)果卻為True，也就是說分開運(yùn)行的時(shí)候，i，j指向不同對(duì)象，而合在一起的時(shí)候i，j卻指向了相同對(duì)象。為了明白其中的緣由，需要簡(jiǎn)單理解python的編譯機(jī)制。

編譯機(jī)制

在python中，萬物皆對(duì)象，包括代碼本身也是一種對(duì)象。python用code對(duì)象表示代碼，代碼編譯后產(chǎn)生code對(duì)象。通常一個(gè)作用域?qū)?yīng)一個(gè)code對(duì)象。

i = '1 2'j = '1 2'print(i is j)def f(): pass

編譯結(jié)果

2 0 LOAD_CONST 0 (’1 2’)2 STORE_NAME 0 (i)

3 4 LOAD_CONST 0 (’1 2’)6 STORE_NAME 1 (j)

5 8 LOAD_CONST 1 (<code object f at 0x00000200F257CF60, file 'small_int.py', line 5>)10 LOAD_CONST 2 (’f’)12 MAKE_FUNCTION 014 STORE_NAME 2 (f)16 LOAD_CONST 3 (None)18 RETURN_VALUE

Disassembly of <code object f at 0x00000200F257CF60, file 'small_int.py', line 5>:6 0 LOAD_CONST 0 (None)2 RETURN_VALUE

上述代碼中編譯生成了兩個(gè)code對(duì)象，一個(gè)代表全局作用域，另一個(gè)代表函數(shù)f。

code對(duì)象保存了變量，常量（常量字面量）以及編譯結(jié)果。code對(duì)象用常量表來保存常量，考慮到一個(gè)常量可能出現(xiàn)多次，在一張表上保存一個(gè)常量多次太過于奢侈。所以code對(duì)象對(duì)每個(gè)常量只保存一次，在需要引用它的地方使用它在常量表的位置作為常量的表示。在上述編譯結(jié)果中可以看到，'1 2'這個(gè)字符串常量使用了兩次，編譯的代碼為'LOAD_CONST 0'，這里的0就是'1 2'在常量表當(dāng)中的位置。

由于編譯的這個(gè)特性，在同一個(gè)code對(duì)象中的變量，如果它們引用了同一個(gè)常量，那么無論這個(gè)常量有沒有緩沖機(jī)制，它們引用的都是同一個(gè)對(duì)象。

a = '12'b = '12'c = '1 2'd = '1 2'e = 257f = 257g = 2424234234234234h = 2424234234234234print(a is b, c is d, e is f, g is h)

輸出結(jié)果

True True True True

這個(gè)例子說明，在同一個(gè)code對(duì)象當(dāng)中，常量（字面量）僅一份，這與緩沖機(jī)制無關(guān)，是編譯特性。所以對(duì)于上述那個(gè)奇怪的問題就可以解釋了，當(dāng)i，j在同一個(gè)code對(duì)象（同一個(gè)作用域）中引用常量'1 2'，它們引用的都是同一個(gè)對(duì)象。而當(dāng)在python命令行中分開執(zhí)行時(shí)，對(duì)于每一條語句，都是一個(gè)單獨(dú)的code對(duì)象，這時(shí)起作用的是字符串intern機(jī)制，上述運(yùn)行結(jié)果說明，字符串intern機(jī)制對(duì)'12'進(jìn)行了intern，而對(duì)'1 2'沒有進(jìn)行intern。

編譯機(jī)制與小整數(shù)對(duì)象池對(duì)比

i = 257j = 257a = i - 1b = i - 1c = i + 1d = i + 1print(i is j, a is b, c is d)

輸出結(jié)果

True True False

i和j引用同一個(gè)常量，這是編譯機(jī)制，所以i與j指向同一個(gè)整數(shù)對(duì)象，后面a和b雖然相等，但不引用常量，此時(shí)啟用小整數(shù)對(duì)象池，a,b都等于256，在對(duì)象池中，所以a，b引用同一個(gè)對(duì)象，后面c，d不在對(duì)象池中，所以兩者對(duì)象不同。

這里有一點(diǎn)需要注意，沒有變量參與的運(yùn)算會(huì)被編譯器直接優(yōu)化成對(duì)應(yīng)的常量，進(jìn)而保存進(jìn)常量表中。

字符串intern機(jī)制與字符緩沖池在編譯過程中，字符串intern機(jī)制將所有的變量名進(jìn)行intern，但對(duì)常量進(jìn)行的intern有一點(diǎn)特殊的限制。能夠intern的常量必須只包含[a-zA-Z0-9_]，即字母數(shù)字加下劃線，如果含有其他字符，就不會(huì)intern。在運(yùn)行過程中，通過計(jì)算得到的字符串不會(huì)intern。

字符串有一個(gè)和小整數(shù)對(duì)象池相似的字符緩沖池，用于在運(yùn)行過程中緩存單個(gè)字符，所以計(jì)算得到的字符串雖然不會(huì)intern，但如果是單個(gè)字符，就會(huì)使用到字符緩沖池。

k = 'bbb'a = k[0]b = k[0]c = k[1:]d = k[1:]print(a, d)print(a is b, c is d)

輸出結(jié)果

b bb True False

可以看到，a和b確實(shí)指向同一個(gè)對(duì)象，而c和d指向不同對(duì)象，這就是字符緩沖池。

編譯機(jī)制與字符串intern對(duì)比

i = '1 2'j = '12'k = '__fjdslfjaskfas'ii = '1 2'jj = '12'kk = '__fjdslfjaskfas'def f(): a = '1 2' b = '12' c = '__fjdslfjaskfas' return a is i, b is j, c is kprint('Code:', i is ii, j is jj, k is kk)print(f'intern: {f()}')

輸出結(jié)果

Code: True True True intern: (False, True, True)

i包含空格，包含空格的常量不會(huì)被intern，而其他兩個(gè)常量不包含其他字符，所以會(huì)被intern。

總結(jié)

1. python代碼被編譯成code對(duì)象，通常一個(gè)code對(duì)象對(duì)應(yīng)于一個(gè)作用域，作用域中重復(fù)出現(xiàn)的變量名以及常量在code中只保存一次。

2. 字符串intern機(jī)制主要作用于編譯過程，在編譯收集完變量和常量時(shí)，對(duì)變量和常量進(jìn)行intern，而后構(gòu)建一個(gè)code對(duì)象。

3. 字符串intern對(duì)常量的intern有限制，能夠intern的常量必須只包含[a-zA-Z0-9_]，即字母數(shù)字加下劃線，如果含有其他字符，就不會(huì)intern。

4. 小整數(shù)對(duì)象池和字符緩沖池都是作用于運(yùn)行過程中，python緩存小的整數(shù)和字符，當(dāng)有變量使用這些對(duì)象時(shí)，不用額外創(chuàng)建對(duì)象。

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