2025-10-06 Python不基础 11——if 判断

本文参考视频链接：

• https://www.bilibili.com/video/BV1dZ4y127fR

1. 四种 if 判断

以变量a为例，对比四种if判断形式的行为差异，核心是明确“判断的是变量本身”还是“变量的真值属性”。

先看基础代码示例，当a=True或a=False时的表现：

a = True  # 或 a = False# 四种判断形式
if a is True:print("True 1")
if a == True:print("True 2")
if a:print("True 3")
if bool(a):print("True 4")

• 当a=True：4个if均成立，打印“True 1/2/3/4”；
• 当a=False：所有if均不成立，无输出。

但当a不是True/False时，四种判断的差异会完全显现。

1.1. if a is True

• 基于身份判定（is比较的是变量的内存地址id()），仅当a是Python内置的True对象时，条件才成立；
• 若a是任何其他值（包括1、"非空字符串"、[1]等“真值”），条件均不成立。

a = 1  # 1是“真值”，但不是True对象
print(a is True)  # 输出：False
a = True
print(a is True)  # 输出：True

• 反面不是a is False：a is True的否定是a is not True，而非a is False；
  • 原因：Python中变量可能是True/False之外的值（如None、0、""等），这些值既不是True也不是False；
  • 示例：a = None，a is not True成立，但a is False不成立。
• 适用场景：需精确筛选True对象的场景（极少用，仅当逻辑中必须区分“True”与其他“真值”时）。

1.2. if a == True

• 基于值相等判定（==比较的是值，且可被自定义类重载__eq__方法修改行为）；
• 对于内置类型，== True的逻辑等同于“是否为真值”（如1 == True成立，[1] == True不成立），但行为不可控。

为什么不推荐？

• 重载风险：==运算符可被自定义类通过__eq__方法重载，导致判断逻辑异常；
  • 示例：自定义类class MyObj: def __eq__(self, other): return True，则MyObj() == True会返回True，不符合预期。
• 冗余且模糊：若想判断“真值”，直接用if a更简洁；若想判断“是否为True本身”，用a is True更精确，a == True处于两者之间，无明确场景。

1.3. if a

• 这是Python中最常见的判断形式，本质是调用Python内部函数PyObject_IsTrue(a)，根据返回值（1=真，0=假，-1=出错）判定条件是否成立；
• 不同类型的变量，PyObject_IsTrue的判定规则不同，可分为“内置类型”和“自定义类型”两类。

1.4. if bool(a)

对比 if a：

• 逻辑等价：两者均依赖PyObject_IsTrue(a)，判定结果完全一致；
• 性能差异：if bool(a)多一次bool类的实例化调用（函数调用开销），而if a直接通过字节码调用PyObject_IsTrue，更高效；
• 适用场景：
  • 若仅需判断真值：直接用if a，简洁高效；
  • 若需显式获取布尔值（如存储、传递）：用bool(a)，例如is_valid = bool(a)。

2. 底层实现：PyObject_IsTrue

分析Python字节码和C源码，揭示if a的核心依赖——PyObject_IsTrue函数，其判定逻辑分内置类型和自定义类型两类。

2.1. 字节码入口：pop_jump_if_false

当执行if a时，Python编译后的字节码会出现pop_jump_if_false指令：

• 作用：弹出栈顶的变量a，调用PyObject_IsTrue(a)判断；
• 若返回0（假），则跳转到if块之外；若返回1（真），则执行if块内代码。

源码层面（CPython）：pop_jump_if_false会优先检查a是否为True/False（快速路径，fast path），若不是，则调用PyObject_IsTrue(a)。

2.2. 内置类型判定规则：PyObject_IsTrue

PyObject_IsTrue对内置类型的判定分4步，优先级从高到低：

步骤1：直接判断True/False/None

• 若a is True：返回1（真）；
• 若a is False或a is None：返回0（假）；
  • 关键结论：None在if a中会被判定为假，这是很多新手容易忽略的点。

步骤2：判断是否为“数字类型”（Number）

• 适用类型：int、float、complex、decimal.Decimal等；
• 判定规则：非零即真，零即假；
  • 示例：
    • a = 5（非零int）→ 真；a = 0.0（零float）→ 假；
    • a = 3+4j（非零complex）→ 真；a = 0+0j（零complex）→ 假。

步骤3：判断是否为“映射类型”（Mapping）

• 适用类型：dict（字典）、set（集合）、frozenset（不可变集合）等（key-value结构或无重复元素集合）；
• 判定规则：非空即真，空即假（判断len(a) > 0）；
  • 示例：
    • a = {"name": "Alice"}（非空dict）→ 真；a = {}（空dict）→ 假；
    • a = {1,2,3}（非空set）→ 真；a = set()（空set）→ 假。

步骤4：判断是否为“序列类型”（Sequence）

• 适用类型：str（字符串）、list（列表）、tuple（元组）、range（范围）等（可数、有序结构）；
• 判定规则：非空即真，空即假（判断len(a) > 0）；
  • 示例：
    • a = "hello"（非空str）→ 真；a = ""（空str）→ 假；
    • a = [1,2]（非空list）→ 真；a = []（空list）→ 假；
    • a = range(5)（非空range，len=5）→ 真；a = range(0)（空range，len=0）→ 假。

类型分类	判定规则	真（True）示例	假（False）示例
布尔/None	True=真，False/None=假	True	False、None
数字（Number）	非零=真，零=假	3、-2.5、1+0j	0、0.0、0+0j
映射（Mapping）	非空=真，空=假	{“a”:1}、{1,2}	{}、set()
序列（Sequence）	非空=真，空=假	“hi”、[1]、(2,3)、range(1)	“”、[]、()、range(0)

2.3. 自定义类型真值判定规则

若a是自定义类的实例（如class MyClass: pass），PyObject_IsTrue的判定逻辑与内置类型不同，核心依赖类的两个特殊方法：__bool__和__len__。

判定优先级（从高到低）

1. 检查是否定义__bool__方法：

   • __bool__方法需返回布尔值（True/False）；
   • 若定义，则PyObject_IsTrue直接使用该方法的返回值（返回True则判定为真，False则为假）。

2. 若未定义__bool__，检查是否定义__len__方法：

   • __len__方法需返回非负整数（长度）；
   • 若定义，则PyObject_IsTrue判定规则为：len(a) > 0即真，否则为假（与序列/映射一致）。

3. 若两者均未定义：

   • PyObject_IsTrue直接返回1（真），即自定义实例默认被判定为真。

# 示例1：定义__bool__
class MyObj1:def __bool__(self):return False  # 强制返回Falsea = MyObj1()
if a:print("真")  # 不执行，因为__bool__返回False# 示例2：未定义__bool__，定义__len__
class MyObj2:def __len__(self):return 0  # 长度为0a = MyObj2()
if a:print("真")  # 不执行，因为len(a)=0# 示例3：两者均未定义
class MyObj3:passa = MyObj3()
if a:print("真")  # 执行，默认判定为真

__bool__和__len__的返回值会被严格检查，避免递归调用PyObject_IsTrue：

• __bool__必须返回布尔值：若返回非布尔值（如1），Python会报错（TypeError: __bool__ should return bool, not int）；
• __len__必须返回非负整数：若返回非整数（如"abc"），Python会报错（TypeError: __len__() should return an integer）；
• 因此，__bool__/__len__的返回值可直接判定，不会再次调用PyObject_IsTrue，避免无限递归。

3. bool(a)：类的实例化

bool不是函数，而是Python的内置类（class bool），bool(a)本质是创建bool类的实例，其逻辑与if a完全等价。

• 源码层面（CPython）：bool类继承自int类（class bool(int): ...），其__new__方法（实例化方法）核心调用PyObject_IsTrue(a)；
• 实例化逻辑：
  1. 调用PyObject_IsTrue(a)获取结果（1/0/-1）；
  2. 若结果为1：返回True（bool类的唯一“真”实例）；
  3. 若结果为0：返回False（bool类的唯一“假”实例）；
  4. 若结果为-1（出错）：抛出异常。

print(type(bool))  # 输出：<class 'type'>（证明是类）
print(bool(123))   # 输出：True（PyObject_IsTrue(123)=1）
print(bool([]))    # 输出：False（PyObject_IsTrue([])=0）

4. 如何正确使用 if

视频结尾给出了关键建议，避免因“真值判定”的歧义导致bug：

4.1. 优先“明确判断”，减少“模糊判断”

• 问题：if a会将None、False、0、""、[]等均判定为假，但实际业务中可能需要区分这些情况（如“None代表未初始化，[]代表已初始化但为空”）；
• 解决方案：根据业务逻辑做明确判断，而非依赖if a的模糊判定：

  # 坏示例：无法区分None和空列表
  if not a:print("错误")# 好示例：明确区分None和空列表
  if a is None:print("未初始化")
  elif len(a) == 0:print("已初始化但为空")
  

4.2. 压缩变量的类型范围

• 尽量确保变量的类型可预测（如明确a是“列表”或“布尔值”），减少“跨类型真值判定”的风险；
• 示例：若a的取值仅为None或列表，可先判断a is not None，再判断列表是否非空，逻辑更清晰。

4.3. 避免滥用a == True和a is True

• 仅当需精确判断“是否为True对象”时，用a is True；
• 永远不要用a == True（冗余且有重载风险）；
• 若需判断“真值”，直接用if a（简洁且符合Python习惯）。