17、Python对象操作全解析：同一运算符、成员运算符与整数缓存机制实战

适合人群：零基础自学者 | 编程小白快速入门
阅读时长：约8分钟

一、问题：Python 同一运算符的本质与实战？

1、例子1：双胞胎身份证验证

# 创建两个长相相同的双胞胎（值相同）  
twin1 = "张三"  
twin2 = "张三"  # 检查是否是同一个人（内存地址）  
print(twin1 is twin2)    # 输出：True → Python字符串驻留机制优化内存使用  # 创建两个不同的字符串对象  
twin3 = "张" + "三"  
twin4 = "张三"  
print(twin3 is twin4)    # 输出：True（解释同上）  # 强制创建不同对象（长字符串）  
profile1 = "张三_身份证号：110101199901011234"  
profile2 = "张三_身份证号：110101199901011234"  
print(profile1 is profile2)  # 输出：False → 长字符串内存地址不同  
print(profile1 == profile2)  # 输出：True → 内容相同  

2、答案：

（1）is 同一运算符介绍

is 同一运算符用于比较两个对象的储存单元，实际比较的是对象的地址。

运算符	描述
is	is是判断两个标识符是不是引用同一个对象
is not	is not 是判断两个标识符是不是引用不同对象

（2）is与==区别

1. is 用于判断两个变量引用对象是否为同一个，既比较对象的地址。
2. == 用于判断引用变量引用对象的值是否相等，默认调用对象的 _eq_() 方法。
3. is 运算符比 == 效率高，在变量和 None 进行比较时，应该使用is

二、问题：Python整数缓存机制深度解析？

1、例子1：小整数缓存验证（交互模式）

# 在Python交互模式（REPL）中测试  
a = 100  
b = 100  
print(a is b)  # 输出：True → 小整数被缓存复用  c = 257  
d = 257  
print(c is d)  # 输出：False → 超出缓存范围（-5~256）  

2、例子2：文件模式下的特殊缓存规则

# 文件名：test_cache.py  
a = 257  
b = 257  
print(a is b)  # 输出：True → 文件模式下相同字面量会被优化为同一对象  c = 1000  
d = 1000  
print(c is d)  # 输出：True（文件模式下）  

3、答案：

（1）int整数缓存

1. 交互模式下，Python为优化性能，对小整数进行预缓存处理，范围[-5，256]，底层通过C语言数组实现，连续分配空间，便于查找，而非是所有整数对象。
2. 文件模式下，所有数字都会缓存，范围是[-无穷大，+无穷大]。[-5，256]仍然底层用数组实现；不在[-5，256]出现的数，缓存到链表中，不连续分配空间。

关键规则速查表

模式	缓存范围	典型现象
交互模式	-5 ~ 256	257以上整数每次新建对象
文件模式	不限	相同字面量自动复用缓存对象

三、问题：Python的成员运算符？

1、例子1：购物清单检查

# 定义购物清单  
shopping_list = ["牛奶", "面包", "鸡蛋", "苹果"]  # 检查是否要买香蕉  
need_banana = "香蕉" in shopping_list  
print(f"需要购买香蕉吗？{need_banana}")  # 输出：False  # 检查是否已买鸡蛋  
egg_check = "鸡蛋" not in shopping_list  
print(f"鸡蛋还没买吗？{egg_check}")      # 输出：False（已购买）  

2、答案：

（1）成员运算符介绍

in 、not in ：成员运算符测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串、列表或元组。

运算符	描述
in	如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False
not in	不在，则返回True

四、动手试一试

任务1：同一运算符验证

# 根据整数缓存规则判断输出结果  
a = -5  
b = -5  
print(a is b)  # 输出：_____  c = 257  
d = 257  
print(c is d)  # 输出：_____  # 提示：在Python文件中运行

参考答案：

print(a is b)  # True（小整数缓存范围[-5,256]）  
print(c is d)  # True（文件模式下相同字面量复用对象）  

解析：

1. 文件模式下所有相同字面量整数会复用同一对象
2. 交互模式中超出-5~256范围的整数会创建新对象

任务2：智能门禁权限验证

allowed_users = ["张三", "李四", "王五"]  
current_user = "李四"  # 补全成员运算符判断用户权限  
access = ______  
print(f"访问权限：{access}")  # 目标输出：True  

参考答案：

access = current_user in allowed_users  

关键点：

1. in 运算符直接检查元素是否存在于集合中
2. 适用于字符串、列表、元组等可迭代对象

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