最近遇到個問題:
若兩個元組相等,即 a==b 且 a is b,那么相同索引的元素(如 a[0] 、b[0])是否必然相等?
若兩個對象的 hash 結果相等,即 hash(a) == hash(b),那么它們是否必然相等呢?
大家可以先嘗試回答一下,然后再往下看
先來看看第一個問題。兩個相同的元組 a、b,它們有如下的關系:
a = (float(‘nan’),)
b = a
a # (nan,)
b # (nan,)
type(a), type(b)
(‘tuple’>, ‘tuple’>)
a == b
True
a is b # 即 id(a) == id(b)
True
a[0] == b[0]
False
以上代碼表明:a 等于 b(類型、值與 id 都相等),但是它們的對位元素卻不相等。
兩個元組都只有一個元素(逗號后面沒有別的元素,這是單元素的元組的表示方法,即 len(a)==1 )。float() 是個內置函數,可以將入參構造成一個浮點數。
為什么會這樣呢?先查閱一下文檔,這個內置函數的解析規則是:
sign ::= “+” | “-”
infinity ::= “Infinity” | “inf”
nan ::= “nan”
numeric_value ::= floatnumber | infinity | nan
numeric_string ::= [sign] numeric_value
它在解析時,可以解析前后的空格、前綴的加減號(+/-)、浮點數,除此之外,還可以解析兩類字符串(不區分大小寫):“Infinity"或"inf”,表示無窮大數;“nan”,表示不是數(not-a-number),確切地說,指的是除了數以外的所有東西。
前面分享的第一個冷知識就跟“nan”有關,作為整體,兩個元組相等,但是它們唯一的元素卻不相等。之所以會這樣,因為“nan”表示除了數以外的東西,它是一個范圍,所以不可比較。
作為對比,我們來看看兩個“無窮大的浮點數”是什么結果:
a = (float(‘inf’),)
b = a
a # (inf,)
b # (inf,)
a == b # True
a is b # True
a[0] == b[0] # True
它在解析時,可以解析前后的空格、前綴的加減號(+/-)、浮點數,除此之外,還可以解析兩類字符串(不區分大小寫):“Infinity"或"inf”,表示無窮大數;“nan”,表示不是數(not-a-number),確切地說,指的是除了數以外的所有東西。
前面分享的第一個冷知識就跟“nan”有關,作為整體,兩個元組相等,但是它們唯一的元素卻不相等。之所以會這樣,因為“nan”表示除了數以外的東西,它是一個范圍,所以不可比較。
作為對比,我們來看看兩個“無窮大的浮點數”是什么結果:
a = (float(‘inf’),)
b = a
a # (inf,)
b # (inf,)
a == b # True
a is b # True
a[0] == b[0] # True
注意最后一次比較,它跟前面的兩個元組恰好相反,由此,我們可以得出結論:兩個無窮大的浮點數,數值相等,而兩個“不是數的東西”,數值不相等。
化簡一下,可以這樣看:
a = float(‘inf’)
b = float(‘inf’)
c = float(‘nan’)
d = float(‘nan’)
a == b # True
c == d # False
以上就是第一個冷知識的揭秘。接著看第二個:
hash(float(‘nan’)) == hash(float(‘nan’))
True
前面剛說了兩個“不是數的東西”不相等,這里卻顯示它們的哈希結果相等,這挺違背常理的。
我們可以推理出一條簡單的結論:不相等的兩個對象,其哈希結果可能相等。
原因在于,hash(float(‘nan’)) 的結果等于 0,它是個固定值,作比較時當然就相等了。
其實,關于 hash() 函數,還埋了一個彩蛋:
hash(float(‘inf’)) # 314159
hash(float(’-inf’)) # -314159
有沒有覺得這個數值很熟悉啊?它正是圓周率的前五位 3.14159,去除小數點后的結果。在早期的 Python 版本中,負無窮大數的哈希結果其實是 -271828,正是取自于自然對數 e。這兩個數都是硬編碼在 Python 解釋器中的,算是某種致敬吧。
由于 float(‘nan’) 的哈希值相等,這通常意味著它們不可以作為字典的不同鍵值,但是事實卻出人意料:
a = {float(‘nan’): 1, float(‘nan’): 2}
a
{nan: 1, nan: 2}
作為對比:
b = {float(‘inf’): 1, float(‘inf’): 2}
b
{inf: 2}
如上所示,兩個 nan 鍵值在表示上一模一樣(注意,它們沒有用引號括起來),它們可以共存,而 inf 卻只能歸并成一個,再次展示出了 nan 的神奇。
好了,兩個很冷的小知識分享完畢,背后的原因都在于 float() 取浮點數時,Python 允許了 nan(不是數)的存在,它表示不確切的存在,所以導致了這些奇怪的結果。
最后,我們作下小結:
包含 float(‘nan’) 的兩個元組,當做整體作比較時,結果相等;兩個相等的元組,其對位的元素可能不相等
float(‘nan’) 表示一個“不是數”的東西,它本身不是確定值,兩個對象作比較時不相等,但是其哈希結果是固定值,作比較時相等;可用作字典的鍵值,而且是不沖突的鍵值
float(‘inf’) 表示無窮大的浮點數,可看作確定的值,兩個對象做比較時相等,其哈希結果也相等;可用作字典的鍵值,但是會產生沖突
float(‘nan’) 的哈希結果為 0,float(‘inf’) 的哈希結果為 314159
編輯:hfy
評論
查看更多