Python中的不等式和括号

Question

因此，在Python中，可以轻松检查真实条件，并使用括号优先处理真实条件的顺序，例如：

>>> 3 > 2
True
>>> (3 > 2) is True
True

但是这些到底意味着什么，我无法理解它们为什么返回False/True:

>>> 3 > 2 is True
False
>>> 3 > (2 is True)
True
>>> 5 < 3 is False > 2 is True
False
>>> 5 < 3 is False is True > 2 is True
False
>>> 3 < 5 is True is True > 2 is True
False
>>> 3 < 5 is True is True > 2 is True is not False is True
False
>>> 3 < 5 is True is (True > 2 is True is not False) is True
False
>>> 3 < 5 is True is (True > (2 is True) is not False) is True
False
>>> (3 < 5 is True is True) > 2 is (True is not False is True)
False

我知道这些条件不是Pythonic的，但我应该如何理解它们？它仍然是从左到右吗？

还是is True和/或is False更重要？

- alvas

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我觉得这个问题是在写双重不等式时运算符优先级是什么的重复。但是，我会让你来决定。否则，请将评论留作附加信息。 - Trenton McKinney

Answer 1

您可以使用dis模块分析每个案例，以找出确切的情况。例如：

In [1]: import dis
In [2]: def test():
   ...:     return 3 > 2 is True
   ...: 
In [3]: dis.dis(test)
  2           0 LOAD_CONST               1 (3)
              3 LOAD_CONST               2 (2)
              6 DUP_TOP             
              7 ROT_THREE           
              8 COMPARE_OP               4 (>)
             11 JUMP_IF_FALSE_OR_POP    21
             14 LOAD_GLOBAL              0 (True)
             17 COMPARE_OP               8 (is)
             20 RETURN_VALUE        
        >>   21 ROT_TWO             
             22 POP_TOP             
             23 RETURN_VALUE

每一步操作后，栈的状态如下:

 0: 3
 3: 3 2
 6: 3 2 2
 7: 2 3 2
 8: 2 True
11: 2
14: 2 True
17: False (comparison was: "2 is True")
20: (False is returned)

在我看来，这似乎是Python中的一个bug。也许有一些好的解释为什么会发生这种情况，但我建议上报给开发者。

简单来说，这段代码的作用是：

if 3 > 2:
    if 2 is True:
        return True
return False

编辑：也许它实际上有一些奇怪的意义。考虑如何检查链接的不等式：

3 > 2 > 1  ==  3 > 2 and 2 > 1

如果它可以推广到：

x op1 y op2 z == x op1 y and y op2 z

这可以解释结果。

编辑2：实际上与文档匹配。请查看链接比较：https://docs.python.org/2/reference/expressions.html#not-in

comparison    ::=  or_expr ( comp_operator or_expr )*
comp_operator ::=  "<" | ">" | "==" | ">=" | "<=" | "<>" | "!="
                   | "is" ["not"] | ["not"] "in"

is 被认为是一种与 > 相同的好比较方式，因此将应用多重比较的标准扩展。

其他比较现在应该很清楚了。唯一需要注意的奇怪新细节是：True == 1，False == 0，所以在 3 > (2 is True) 中 3 > False。大多数其他内容可以通过扩展来解释。例如：

5  <     3     is       False       >     2     is True  == False
(5 < 3) and (3 is False) and (False > 2) and (2 is True) == False

- viraptor

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只是想知道，“JUMP_IF_FALSE_OR_POP”操作应该表示什么？ - R Nar

字面上讲，如果栈顶为 false 就跳转，否则弹出该值。 - viraptor

抱歉，我应该更具体一些：JUMP是什么意思？ - R Nar

这意味着堆栈不受影响，并且程序从引用标签开始执行。在这里，它是 JUMP_IF_FALSE_OR_POP 21，因此如果堆栈顶部是“False”，则下一个执行的字节码将是 21 ROT_TWO。 - viraptor

谢谢@viraptor，现在开始有点明白了，但是在没有清晰的头脑的情况下，仍然有点难以理解这些条件 =) - alvas

Answer 2

在Python中，Boolean类型是int的一个子类型。因此，True实际上是1，而False是0。

Python中的所有比较操作具有相同的优先级（>，<，>=，<=，==，!=，is [not]，[not] in）。

引用如下：

比较可以任意链接，例如，x < y <= z等价于x < y and y <= z，但当发现x < y为false时，z在两种情况下都不会被评估。

形式上，如果a，b，c，...，y，z是表达式，op1，op2，...，opN是比较运算符，则a op1 b op2 c ... y opN z等价于a op1 b and b op2 c and ... y opN z，但每个表达式最多只被评估一次。

请参见Python语言参考。

- user2683246

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但是只有通过值之间的比较 1 和 True 才能得到正确的结果。 因此，True is 1 和 1 is True 是 False。而 True == 1 和 1 == True 则为 True。 - alvas

是的，True、1和1.0都是不同类型的对象，但它们具有相同的值。因此，对象身份运算符is始终会指出它们是不同的。其他比较运算符将始终比较它们的值。 - user2683246

Answer 3

首先，您可能需要一个小作弊表来了解评估顺序。这些运算符中的大多数都在同一个括号上，因此从左到右进行评估。有了这个知识，这些示例就可以被翻译成它们的“真实”含义：

(3 < 5 is True is True) > 2 is (True is not False is True)

等价于：（实际上并不存在 __is__ 和 __not__，因为这些关键字不能被重载。这只是为了举例说明）

(3.__lt__(5).__is__(True).__is__(True)).__gt__(2).__is__(True.__is__(False).__not__().__is__(True))

我可能省略了一些在这里描述的细节。好的一点是，你（希望）永远不会写出如此复杂的表达式，以至于需要查阅文档才能知道它的作用。

编辑：算了，这种比较方式行不通。比较是“成对全部比较”的，就像viraptor的答案中描述的那样。

- Felk

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这实际上是不正确的。看看我的回应。仅使用比较的表达式被特殊处理。您引用的页面说：“（除了比较，包括测试，它们都具有相同的优先级并从左到右链接 - 请参见比较部分 - 和指数，它从右到左分组）”。此外，“is not”是字节码中的一个运算符（无论您是写not 1 is 2还是1 is not 2）。 - viraptor

我意识到这些不准确之处，但我认为为了说明问题，让它们滑过去应该没问题。毕竟这是文档中的一个完整章节，有其存在的理由。 - Felk

我的意思是(3 < 5 is True)并不等同于3.__lt__(5).__is__(True)。实际上应为(3.__lt__(5)) and (5.__is__(True))。 - viraptor