Python判断两个对象相等的原理

Z时代
2024-01-10
分类：综合

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!