タプルの比較について

Question

a = (1,2,3)
b = a
c = (1,2,3)
print(a == c)
print(a is c)
print(a == b)
print(a is b)

これを実行すれば、aとcのオブジェクトの参照が異なるので、
a is c は False
となるはずですが、実行するとTrueが出てしまいます。
何が原因なのでしょうか。

Answer 1

多分上記をpythonスクリプトに記述してインタープリタで実行したのだと思います。そうするとスクリプト全体が__main__モジュールとしてまずバイトコードにコンパイルされそれから実行されます。tupleはimmutableなオブジェクトなので同じ値を持つリテラルは同一の定数としてコンパイルされるのだろうと思います。

モジュールがどうコンパイルされるか観察してみるために次のような実験をしてみるとtupleのリテラルは同一の定数として扱われているようでした。

import dis

src = """
a = (1, 2, 3)
b = a
c = (1, 2, 3)
print(a is c)
"""

co= __builtins__.compile(src, '<module>', 'exec')
dis.dis(co)

==>

  2           0 LOAD_CONST               0 ((1, 2, 3)) # (A)
              2 STORE_NAME               0 (a)

  3           4 LOAD_NAME                0 (a)
              6 STORE_NAME               1 (b)

  4           8 LOAD_CONST               0 ((1, 2, 3)) # (B)
             10 STORE_NAME               2 (c)

  ...以下省略...

(A),(B)を見ると(1, 2, 3)が同一の定数(定数テーブル上の0番目)としてコンパイルされていることが観察できます。

Comments

[KSwordOfHaste]

上記はhayataka2049さん回答とは矛盾しないことを述べておいた方がよいかも知れません。hayataka2049さんは1行1行をREPL上で実行しておられるのだと思います。その場合コンパイルは1行単位ですので自分の回答のように同一の定数がまとめられるということもなく異なるインスタンスとして解釈されると思います。

いずれにせよ「リテラルがまとめられる」ということを前提としてスクリプトを書かないほうがよいと思います。別のモジュールに書けば当然違う実体となるでしょうし・・・

[hayataka2049]

あれれ、本当ですか。
割と新し目の最適化なのでは？　回答する前に最新でpython3.6.7で試しましたが、いずれも同様の挙動にはならなかったです。
dis.disのコードの手元で確認できた実行結果は以下のようなものです。
2 0 LOAD_CONST 4 ((1, 2, 3))
3 STORE_NAME 0 (a)

3 6 LOAD_NAME 0 (a)
9 STORE_NAME 1 (b)

4 12 LOAD_CONST 5 ((1, 2, 3))
あとでpython3.7でも試します。

[KSwordOfHaste]

あら・・・そうでしたか。
自分はCPython 3.7.3を使ってやってみただけなので気づきませんでした。hayataka2049さんがおっしゃるとおり新し目の最適だなのだろうと思います。コメントありがとうございました。

Answer 2

手元で実行した限りでは、

True
False
True
True

という結果になりました。

代入は参照を受け渡しするだけなので、a is bの最後のTrueはおかしくはないのですが、a is cは少なくともCPythonならFalseになるのでは？（tupleリテラルをキャッシュする処理系もあり得なくはないが、見たことがない）