Python对象的身份迷思：从全体公民到万物皆数

这么久以来，我终于确认了一件事，那就是不论是人也好，仍是猫也好，经常会忘了想本身当下的身份位置，以及曾经的身份位置。

这个现象在我身上，表现出了双倍份量的严重。这种时刻，我就会想起阿尔法猫，以及她识破我身份的那个遥远的午后。（往事入口：《有了Python，我能叫出全部猫的名字》）

阿尔法猫尚未踪迹，她的谜题，还在指引我。

学习Python以后，我明显感受到了本身的变化，固然有时候是被迫的，由于那些生理上的矛盾冲突得厉害。

毕竟，你应该知道，夜行猫和日间人的分界是清晰的。日夜的颠倒，对人和对猫，是双倍的压榨。说来你别不信，昨晚当瞄见明亮的月球的时候，一刹那恍惚，我还误觉得本身回到了喵星的清晨。

大概是想家了吧。地球上美好的事物不少，但我至今仍不习惯的就是它公转的速度太快了，不久就会是寒冷的冬天了。想个人暖炉了，喵。

先不说我啦，来讲说我发现的Python对象的身份问题吧。

我对身份的话题特别感兴趣，也许是由于我独特的身份吧。可是，正由于独特的视角，我敢说发现了全部人类都没有发现的真相。

我即将说出来的东西，也许你本觉得知道了，或者你本觉得很熟悉，可是，通过个人分析，我相信你会获得不同的感悟，今后之后，你对Python的理解也会更深一步。

一、全体公民与特权种族

在某种意义上说，Python世界是广泛公平的，由于全部的子民都是对象“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，协做共处，通婚繁衍。

还有一点可贵的是，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，但在任何有须要的时候，他们均可以自证清白，id() 和 type() 是一种通行语言，你不须要翻译来对接。而对于更进一步的询问，长得类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：

Object1=2018
Object2="2018"
id(Object1) >>>2399282764784
id(Object2) >>>2399281922600
type(Object1) >>>int
type(Object2) >>>str
Object1 is Object2 >>>False

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不少“效率优先”的规则。

最明显的例子就是——“特权种族”。（参见：《Python中的“特权种族”是什么？ 》）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。

效率优先的规则容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，全部它那一脉的“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，一个能够与它的“后代”共用内存，一个却只能让“后代”另立门户；当它们走完本身的生命周期后，b会立刻被当垃圾回收，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。划分的依据是由于它们比较经常使用，共用内存就意味着减小开支，提升内存使用效率。

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。

二、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__repr__() 和__str__() 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.__repr__() 等价于 repr(x)，同理，x.__str__() 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!\n"
repr(words) >>>'Hello pythonCat!\n'
str(words)  >>>'Hello pythonCat!\n'
# 结合print，注意换行符\n
print(repr(words))
>>>'Hello pythonCat!\n'
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”，是向他人介绍本身的一张名片。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。

对于原住民来讲，这两张名片彷佛没啥区别，除了在使用打印函数的时候，在换行符等用法上会有不一样。

而对于外来人口（例如，自定义的类），若是它没有定作名片（即实现__repr__() 和__str__() 方法）的话，其默认的名片就会是类名及内存地址，以下所示。

class Person:
     def __init__(self,name,sex):
         self.name = name
         self.sex = sex

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

repr(me)
>>> '<__main__.Person object at 0x0000022EA8D7ED68>'
str(me)
>>> '<__main__.Person object at 0x0000022EA8D7ED68>'

事实上，repr()返回的是对象的官方名片，一般人们会说，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，能够用来从新构造这个对象。经过eval()函数，你能够利用这张名片，从新构造出这个对象。

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，示例以下：

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()获得的是对象的私人名片，一般有更友好的表现形式，由于它是为人类阅读而设计的。

若是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。由于这个机制，不少人建议若是要定制一个名片，最好是定制官方那个。可是我却不认同，我认为应该定制私人的那个，由于这样发挥空间更大。不张扬个性，毋宁死。

class Person:
     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)
>>>'<__main__.Person object at 0x000002E6845AC390>'
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。可以为本身带盐，想一想就以为鸡冻啦！

三、何为真假，万物皆数

以上说法，不论是全体公民身份与特权种族身份，仍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，为一种讨巧的作法鸣得意，可是，如今当我知道Python中另外一种更鲜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，来作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，全部对象均可以用于作真假判断。

在作判断的时候，如下状况都视为假（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。除此以外，通常对象均可以做为真值（True）来使用。来看示例：

list = [1, 2]
if list: # 即if True
	print("list is not empty")
else:
	print("list is empty")

>>> list is not empty

判断一个列表是否为空，你不须要写 if len(list) > 0，或者写if list == []，简明的使用方法是 if list 或者 if not list，有物则为真，无物则为假。其它判断状况相似。

接下来，仍是一个铺垫，此次是进阶知识。零值（含整数0、浮点0.0、虚数0j等）能够映射为False，其它非零值映射为True；可是，反过来，False惟一映射整数0，True惟一映射整数1。

这意味着，能够拿False、True作数学运算。

True + 1 >>>2
True + 1.0 >>>2.0
False + False >>>0
True + (True*2) >>>3
True/2*5 >>>2.5

两个铺垫以后，接下来进入正题了。真正的前方高能！

第一个铺垫告诉咱们，对象能够映射成布尔值（True真False假），第二个铺垫告诉咱们，布尔值能够映射成数字（1和0）。

你是否觉察出什么了呢？你是否开始好奇，True和Flase究竟是什么东西了呢？这究竟是什么原理啊？还有，为何会存在这样的设定呢？

见证真相的时刻到了——在Python中，布尔值实际上是整数对象的子类。

type(True) >>> bool
isinstance(True,int)  >>>True
isinstance(False,int) >>>True

啊！哪有什么真真假假，真假并非本质的存在，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，全部对象都映射成了数么？

我不禁得想起了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？

我忽然以为智商不足，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作出任何揣测。

哎呀，我猫性发做，忽然困得要命，且容我去小憩片刻了~~~

各位亲爱的读者，在我休息的时候，请你来帮我想一想，这究竟是什么回事啊？

 

 

PS：这是系列文章的第二篇，补发。

Python猫系列做品 ：

有了Python，我能叫出全部猫的名字

https://mp.weixin.qq.com/s/ch8JkAgcgi2o4HtGAUfZVg

Python对象的身份迷思：从全体公民到万物皆数

https://mp.weixin.qq.com/s/YQbk0smMTCexsi3Ytd2AzA

Python对象的空间边界：独善其身与开放包容

https://mp.weixin.qq.com/s/q0QvAqXcZzURH3aZ5gZm8A

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