Python 对象的身份迷思:从全体公民到万物皆数

作者 | 豌豆花下猫

责编 | 胡巍巍

这篇文章里即将说出来的东西,也许你本以为知道了,或者你本以为很熟悉,但是,经过我的分析,我相信你会得到不一样的感悟,从此以后,你对Python的理解也会更深一步。

全体公民与特权种族

在某种意义上说,Python世界是普遍公平的,因为所有的子民都是对象“公民”,这在任何一个现实社会里,乃至于在虚拟的国度里,都是极其罕见的。对象们分属在五大部落里(数字、字符串、列表、元祖、字典),各有所长,各司其职,协作共处,通婚繁衍。

还有一点难得的是,他们没有受到愚民政策的对待,全民都享有思想自由,还习得了超便利的自省能力。人能自知,这能力弥足珍贵。

虽然在这个世界里,不会时常出现岗哨拦阻,但在任何有需要的时候,他们都可以自证清白,id()和type()是一种通行语言,你不需要翻译来对接。而对于更进一步的询问,长得相似的两个对象只需一个简明的判断句,就能区分清楚。请你看一段对话:

全体皆公民,这项天赋权力让我对Python产生了良好的印象。不过,随着对它的认识加深,我发现它还暗地里制定了很多“效率优先”的规则。

最明显的例子就是——“特权种族”。从现有的证据来看,特权种族至少包括了:一些数值较小的数字对象(区间:[-5,256])、布尔值对象、None对象、较短的字符串对象(长度不超过20,且仅包括下划线、数字、字母的字符串)等等,还不知道这份名单漏了谁。

效率优先的规则允许这些对象传承内存地址,也就是说,当一个“祖先”对象抢占了一块内存地盘后,所有它那一脉的“子孙后代”都会继承它的遗产(视为同一个对象)。

a=100

b=1000

# c与a共用id,d另立门户

c=100

d=1000

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

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

设想一下,两个祖先(a和b)占了相邻的两块内存,一个可以与它的“后代”共用内存,一个却只能让“后代”另立门户;当它们走完自己的生命周期后,b会马上被当垃圾回收,内存地址遗产被剥夺,然而a却形灭而实存,荫庇后世。

Python为这些对象倾斜资源,也就是为某种阶层固化提供了合法性。划分的依据是因为它们比较常用,共用内存就意味着减少开支,提高内存使用效率。

这就是Python有趣的地方了,一面是全体公民,一面是特权种族,组成了看似矛盾的二元对立结构。

官方名片与私人名片

除了上面的群体性身份外,我发现Python中也存在着个体身份的二元结构。

这就是和的关系了。如你所知,这是Python的两个魔法方法,其对应的内置函数是repr() 和 str()。对于对象x,有x.等价于 repr(x),同理,x.等价于 str(x)。

它们的主要用途在于,返回对象的字符串格式。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!

'

# 结合print,注意换行符

print(repr(words))

>>>'Hello pythonCat!

'

print(str(words))

>>>Hello pythonCat!# 再加换行

>>>

一个对象的字符串形式就是它的“脸面”,是向他人介绍自己的一张名片。前面提到过,Python世界有五大部落,这些部落的原住民们与生俱来就拥有这两张名片。

对于原住民来说,这两张名片似乎没啥区别,除了在使用打印函数的时候,在换行符等用法上会有不同。

而对于外来人口(例如,自定义的类),如果它没有定做名片(即实现和方法)的话,其默认的名片就会是类名及内存地址,如下所示。

classPerson:

def__init__(self,name,sex):

self.name = name

self.sex = sex

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

repr(me)

>>>''

str(me)

>>>''

事实上,repr()返回的是对象的官方名片,通常人们会说,这张名片是给机器阅读的。本质上,它就是一个对象的代码表示形式,可以用来重新构造这个对象。通过eval()函数,你可以利用这张名片,重新构造出这个对象。

eval()函数是个内置函数,它将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果。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'}

相对地,str()得到的是对象的私人名片,通常有更友好的表现形式,因为它是为人类阅读而设计的。

如果一个对象公民没有私人名片,那Python默认会调用它的官方名片。因为这个机制,很多人建议如果要定制一个名片,最好是定制官方那个。但是我却不认同,我认为应该定制私人的那个,因为这样发挥空间更大。不张扬个性,毋宁死。

classPerson:

def__init__(self,name,sex):

self.name = name

self.sex = sex

# 定制私人名片

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》里第一句话就是:Beautiful is better than ugly。在我看来,定制私人名片要比定制官方名片更优美。能够为自己带盐,想想就觉得鸡冻啦!

何为真假,万物皆数

以上说法,不管是全体公民身份与特权种族身份,还是官方名片与私人名片,多少带进了我浅薄的社会经验的偏见。我起初很为一方鸣不平,为一种讨巧的做法鸣得意,但是,现在当我知道Python中另一种更不为人知的身份现象的时候,我就释然了。

我接下来要揭示的身份话题,已经超越了社会学和心理学范畴,进入了一种哲学的思想疆域。

前方高能!

前方高能!

前方高能!

首先,来做一个基础知识的铺垫。Python有一个令大部分编程语言都忘尘莫及的特性,那就是,所有对象都可以用于做真假判断。

在做判断的时候,以下情况都视为假(False):None、数值的零值、空序列(如空字符串""、空列表[]、空元祖() )、空集合{} 等等。除此之外,一般对象都可以作为真值(True)来使用。来看示例:

list= [1,2]

iflist:# 即if True

print("list is not empty")

else:

print("list is empty")

>>>listis notempty

判断一个列表是否为空,你不需要写iflen(list)>0,或者写iflist==[],简明的使用方法是iflist或者ifnotlist,有物则为真,无物则为假。其它判断情况类似。

接下来,还是一个铺垫,这次是进阶知识。零值(含整数0、浮点0.0、虚数0j等)可以映射为False,其它非零值映射为True;但是,反过来,False唯一映射整数0,True唯一映射整数1。

这意味着,可以拿False、True做数学运算。

True +1>>>2

True +1.0>>>2.0

False + False>>>

True + (True*2)>>>3

True/2*5>>>2.5

两个铺垫之后,接下来进入正题了。真正的前方高能!

第一个铺垫告诉我们,对象可以映射成布尔值(True真False假),第二个铺垫告诉我们,布尔值可以映射成数字(1和0)。

你是否觉察出什么了呢?你是否开始好奇,True和Flase到底是什么东西了呢?这到底是什么原理啊?还有,为什么会存在这样的设定呢?

见证真相的时刻到了——在Python中,布尔值其实是整数对象的子类

type(True) >>> bool

isinstance(True,int) >>>True

isinstance(False,int) >>>True

啊!哪有什么真真假假,真假并不是本质的存在,真假其实只是数啊!

再回看前面两个铺垫,结合起来,那不就是说,所有对象都映射成了数么?

我不由得想起了2500年前,古希腊哲学家与数学家毕达哥拉斯的哲学命题——万物皆数 !

难道这竟是Python的哲学么?总不会是一种巧合吧?

我突然觉得智商不足,思辨受阻。得知布尔值True和False有这一层隐秘的身份,我已兴奋不已,再难对这看似不合现代语境、却又流传千古的思想做出任何揣测。

声明:本文为作者投稿,版权归作者所有。

  • 发表于:
  • 原文链接:https://kuaibao.qq.com/s/20181114A0C47200?refer=cp_1026
  • 腾讯「云+社区」是腾讯内容开放平台帐号(企鹅号)传播渠道之一,根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券