Python 對象的身份迷思：從全體公民到萬物皆數

作者 | 豌豆花下貓

責編 | 胡巍巍

這篇文章里即將說出來的東西，也許你本以為知道了，或者你本以為很熟悉，但是，經過我的分析，我相信你會得到不一樣的感悟，從此以後，你對Python的理解也會更深一步。

全體公民與特權種族

在某種意義上說，Python世界是普遍公平的，因為所有的子民都是對象「公民」，這在任何一個現實社會裡，乃至於在虛擬的國度里，都是極其罕見的。對象們分屬在五大部落里（數字、字元串、列表、元祖、字典），各有所長，各司其職，協作共處，通婚繁衍。

還有一點難得的是，他們沒有受到愚民政策的對待，全民都享有思想自由，還習得了超便利的自省能力。人能自知，這能力彌足珍貴。

雖然在這個世界裡，不會時常出現崗哨攔阻，但在任何有需要的時候，他們都可以自證清白，id()和type()是一種通行語言，你不需要翻譯來對接。而對於更進一步的詢問，長得相似的兩個對象只需一個簡明的判斷句，就能區分清楚。請你看一段對話：

全體皆公民，這項天賦權力讓我對Python產生了良好的印象。不過，隨著對它的認識加深，我發現它還暗地裡制定了很多「效率優先」的規則。

最明顯的例子就是——「特權種族」。從現有的證據來看，特權種族至少包括了：一些數值較小的數字對象（區間：[-5,256]）、布爾值對象、None對象、較短的字元串對象（長度不超過20，且僅包括下劃線、數字、字母的字元串）等等，還不知道這份名單漏了誰。

效率優先的規則允許這些對象傳承內存地址，也就是說，當一個「祖先」對象搶佔了一塊內存地盤後，所有它那一脈的「子孫後代」都會繼承它的遺產（視為同一個對象）。

a=100

b=1000

# c與a共用id，d另立門戶

c=100

d=1000

id(a)==id(c) >>>True

id(b)==id(d) >>>False

設想一下，兩個祖先（a和b）佔了相鄰的兩塊內存，一個可以與它的「後代」共用內存，一個卻只能讓「後代」另立門戶；當它們走完自己的生命周期後，b會馬上被當垃圾回收，內存地址遺產被剝奪，然而a卻形滅而實存，蔭庇後世。

Python為這些對象傾斜資源，也就是為某種階層固化提供了合法性。劃分的依據是因為它們比較常用，共用內存就意味著減少開支，提高內存使用效率。

這就是Python有趣的地方了，一面是全體公民，一面是特權種族，組成了看似矛盾的二元對立結構。

官方名片與私人名片

除了上面的群體性身份外，我發現Python中也存在著個體身份的二元結構。

這就是和的關係了。如你所知，這是Python的兩個魔法方法，其對應的內置函數是repr() 和 str()。對於對象x，有x.等價於 repr(x)，同理，x.等價於 str(x)。

它們的主要用途在於，返回對象的字元串格式。用法示例：

repr(2018)>>>"2018"

str(2018)>>>"2018"

repr([1,2,3])>>>"[1, 2, 3]"

str([1,2,3])>>>"[1, 2, 3]"

words ="Hello pythonCat!

"

repr(words)>>>"Hello pythonCat!

"

str(words)>>>"Hello pythonCat!

"

# 結合print，注意換行符

print(repr(words))

>>>"Hello pythonCat!

"

print(str(words))

>>>Hello pythonCat!# 再加換行

>>>

一個對象的字元串形式就是它的「臉面」，是向他人介紹自己的一張名片。前面提到過，Python世界有五大部落，這些部落的原住民們與生俱來就擁有這兩張名片。

對於原住民來說，這兩張名片似乎沒啥區別，除了在使用列印函數的時候，在換行符等用法上會有不同。

而對於外來人口（例如，自定義的類），如果它沒有定做名片（即實現和方法）的話，其默認的名片就會是類名及內存地址，如下所示。

classPerson:

def__init__(self,name,sex):

self.name = name

self.sex = sex

me = Person("pythonCat","male")

repr(me)

>>>""

str(me)

>>>""

事實上，repr()返回的是對象的官方名片，通常人們會說，這張名片是給機器閱讀的。本質上，它就是一個對象的代碼表示形式，可以用來重新構造這個對象。通過eval()函數，你可以利用這張名片，重新構造出這個對象。

eval()函數是個內置函數，它將字元串str當成有效的表達式來求值並返回計算結果。也就是eval(repr(x))==x，示例如下：

a =1+1

b = [1,2,"cat"]

c = {"name":"pythonCat","sex":"male"}

eval(repr(a))>>>2

eval(repr(b))>>>[1,2,"cat"]

eval(repr(c))>>>{"name":"pythonCat","sex":"male"}

相對地，str()得到的是對象的私人名片，通常有更友好的表現形式，因為它是為人類閱讀而設計的。

如果一個對象公民沒有私人名片，那Python默認會調用它的官方名片。因為這個機制，很多人建議如果要定製一個名片，最好是定製官方那個。但是我卻不認同，我認為應該定製私人的那個，因為這樣發揮空間更大。不張揚個性，毋寧死。

classPerson:

def__init__(self,name,sex):

self.name = name

self.sex = sex

# 定製私人名片

def__str__(self):

return"{} is an elegant creature!".format(self.name)

me = Person("pythonCat","male")

repr(me)

>>>""

str(me)

>>>"pythonCat is an elegant creature!"

在《The Zen of Python》里第一句話就是：Beautiful is better than ugly。在我看來，定製私人名片要比定製官方名片更優美。能夠為自己帶鹽，想想就覺得雞凍啦！

何為真假，萬物皆數

以上說法，不管是全體公民身份與特權種族身份，還是官方名片與私人名片，多少帶進了我淺薄的社會經驗的偏見。我起初很為一方鳴不平，為一種討巧的做法鳴得意，但是，現在當我知道Python中另一種更不為人知的身份現象的時候，我就釋然了。

我接下來要揭示的身份話題，已經超越了社會學和心理學範疇，進入了一種哲學的思想疆域。

前方高能！

前方高能！

前方高能！

首先，來做一個基礎知識的鋪墊。Python有一個令大部分編程語言都忘塵莫及的特性，那就是，所有對象都可以用於做真假判斷。

在做判斷的時候，以下情況都視為假（False）：None、數值的零值、空序列（如空字元串""、空列表[]、空元祖() ）、空集合{} 等等。除此之外，一般對象都可以作為真值（True）來使用。來看示例：

list= [1,2]

iflist:# 即if True

print("list is not empty")

else:

print("list is empty")

>>>listis notempty

判斷一個列表是否為空，你不需要寫iflen(list)>0，或者寫iflist==[]，簡明的使用方法是iflist或者ifnotlist，有物則為真，無物則為假。其它判斷情況類似。

接下來，還是一個鋪墊，這次是進階知識。零值（含整數0、浮點0.0、虛數0j等）可以映射為False，其它非零值映射為True；但是，反過來，False唯一映射整數0，True唯一映射整數1。

這意味著，可以拿False、True做數學運算。

True +1>>>2

True +1.0>>>2.0

False + False>>>

True + (True*2)>>>3

True/2*5>>>2.5

兩個鋪墊之後，接下來進入正題了。真正的前方高能！

第一個鋪墊告訴我們，對象可以映射成布爾值（True真False假），第二個鋪墊告訴我們，布爾值可以映射成數字（1和0）。

你是否覺察出什麼了呢？你是否開始好奇，True和Flase到底是什麼東西了呢？這到底是什麼原理啊？還有，為什麼會存在這樣的設定呢？

見證真相的時刻到了——在Python中，布爾值其實是整數對象的子類。

type(True) >>> bool

isinstance(True,int) >>>True

isinstance(False,int) >>>True

啊！哪有什麼真真假假，真假並不是本質的存在，真假其實只是數啊！

再回看前面兩個鋪墊，結合起來，那不就是說，所有對象都映射成了數么？

我不由得想起了2500年前，古希臘哲學家與數學家畢達哥拉斯的哲學命題——萬物皆數 ！

難道這竟是Python的哲學么？總不會是一種巧合吧？

我突然覺得智商不足，思辨受阻。得知布爾值True和False有這一層隱秘的身份，我已興奮不已，再難對這看似不合現代語境、卻又流傳千古的思想做出任何揣測。

聲明：本文為作者投稿，版權歸作者所有。

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