为什么在线Python导师将这个不可变整数以图形方式呈现为两个不同的整数？

Question

在 Fluent Python，作者 Luciano Ramalho，第 8 章，默认情况下副本是浅的，有一个示例：

>>> listOne = [3, [55, 44], (7, 8, 9)]
>>> listTwo = list(listOne)
>>> listTwo
[3, [55, 44], (7, 8, 9)]
>>> listTwo == listOne
True
>>> listTwo is listOne
False

作者建议我们应该使用 Online Python Tutor 运行这段代码，一步步看看发生了什么。

我使用 Online Python Tutor 执行了前两行，这是我得到的屏幕截图：

令我困惑的是：

每个列表中的所有三个元素，不可变整数，列表和元组实际上是相同的，例如

listOne[0] is listTwo[0] #True
listOne[1] is listTwo[1] #True
listOne[2] is listTwo[2] #True

那么为什么图表在各自列表的开头显示两个单独的 3？

Answer 1

OnlinePythonTutor 的开发人员做出了这个决定，记录在不支持的功能下，因为这不是一个有保证的语言功能，而是特定于实现的：

Python

对于字符串和数字，你不能依赖于

id()

或

is

与您计算机上的 CPython 相匹配；在教导初学者时， 你不应该依赖这些行为，因为它们是 特定于实现的优化。有关详细信息，请参阅 GitHub 问题 这里和这里和这里

您可以从 issue 255 看到，对于整数，即使在 -5 到 256 范围之外，过去的行为也有所不同。

Answer 2

Python 中的变量并不直接保存它们的值，而是对值的内存位置的引用。因此，引用“int”类型的值也是正确的。您可以使用 memory_grap 来做到这一点：

import memory_graph
memory_graph.config.no_reference_types.pop(int, None) # show references to ints

listOne = [3, [55, 44], (7, 8, 9)]
listTwo = list(listOne) # shallow copy

memory_graph.d()

但是，“int”是一种不可变类型，这意味着该类型的值在更改时会自动复制，因此，当您不绘制（或考虑）对不可变类型的引用时，不会出现任何问题。想想“写入时复制”，如果您更改

listOne

中与

listTwo

共享的“int”，它将首先被复制，因此

listTwo

不会受到更改的影响。不必要时不绘制参考会使图表（和您的心智模型）更加简单，因此通常这是首选：

import memory_graph

listOne = [3, [55, 44], (7, 8, 9)]
listTwo = list(listOne) # shallow copy

memory_graph.d()

完全披露：我是memory_graph的开发者。

Answer 3

这是 CPython 优化。这可能不会出现在其他 Python 实现中。

x = 256
x is 256 # True
x = 257
x is 257 # False