Python判断两个对象相等的原理
概述
大部分的python程序员平时编程的时候,很少关心两个对象为什么相等,因为教程和经验来说,他们就应该相等,比如1==1就应该返回True,可是当我们想要定义自己的对象或者修改默认的对象行为时,通常会因为不了解原理而导致各种奇奇怪怪的错误。
两个对象如何相等
两个对象如何才能相等要比我们想象的复杂很多,但核心的方法是重写 eq 方法,这个方法返回True,则表示两个对象相等,否则,就不相等。相反的,如果两个对象不相等,则重写 ne 方法。 默认情况下,如果你没有实现这个方法,则使用父类(object)的方法。父类的方法比较是的两个对象的ID(可以通过id方法获取对象ID),也就是说,如果对象的ID相等,则两个对象也就相等。因此,我们可以得知,默认情况下,对象只和自己相等。例如:
>>> class A(object): ... pass ... >>> >>> a = A() >>> b = A() >>> a == a True >>> a == b False >>> id(a) 4343310992 >>> id(b) 4343310928
Python2程序员经常犯的一个错误是,只重写了 eq 方法,而没有重写 ne 方法,导致不可预计的错误。而Python3会自动重写 ne 方法,如果你没有重写的话。
对象的Hash方法
Python里可Hash的对象,都有一个数字ID代表了它在python里的值,这个ID是由对象的 hash 方法返回的。因此,如果想让一个对象可Hash,那必须实现 hash 方法和之前提到的 eq 方法。和对象相等一样,默认情况下,对象的 hash 方法继承自Object对象,而Object对象的 hash 方法只计算对象ID,因此两个对象始终拥有两个不一样的hash id,不管他们是多么相似。 当我们把一个不可Hash的对象加入到set或者dict时,会发生什么了?
>>> set().add({}) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: unhashable type: 'dict' unhashable type: 'dict'
原因是set()和dict()使用对象的hash值作为内部索引,以便能快速索引到指定对象。因此,同一个对象返回相同的hash id就很重要了。
对象的Hash值在它的生命周期内不能改变
如果你想定义一个比较完美的对象,并且实现了 eq 和 hash 方法来定义对象的比较行为和hash值,那么你就需要保证对象的相关属性不能发生更改。不然会导致很诡异的错误,比如下面的例子。
>>> class C: ... def __init__(self, x): ... self.x = x ... def __repr__(self): ... return "C({"+str(self.x)+"})" ... def __hash__(self): ... return hash(self.x) ... def __eq__(self, other): ... return ( ... self.__class__ == other.__class__ and ... self.x == other.x ... ) >>> d = dict() >>> s = set() >>> c = C(1) >>> d[c] = 42 >>> s.add(c) >>> d, s ({C(1): 42}, {C(1)}) >>> c in s and c in d # c is in both! True >>> c.x = 2 >>> c in s or c in d # c is in neither!? False >>> d, s ({C(2): 42}, {C(2)}) # but...it's right there!
在我们没有修改对象的属性时(c.x=2)之前,所有行为都符合预期。当我们通过c.x=2时修改属性后,执行c in s or c in d返回False,但是内容却是修改后的,是不是很奇怪。这也就解释了为什么str、tuple是可Hash的,而list和dict是不可hash的。
因此我们可以得出结论,如果两个对象相等的话,那它们的hash值必然也是相等的。
总结
讲了这么多有什么用了。 1. 当我们遇到unhashable type这个异常时,我们能够知道为什么报这个错误。 2. 如果定义了一个可比较的对象,那么最好保证对象hash值相关的属性在生命周期内不能发生改变,不然会发生意想不到的错误。