惯用 Python：布尔表达式

Question

你可能会认为布尔表达式 —— 最常用于条件判读，是一点测试 if 或者 while 语句是否应该执行的代码 —— 是一个相当直接的概念，而且它们确实完全没有什么微妙之处。虽然一般概念是很简单的，但是在写布尔表达式时，有一些要遵循的惯用做法。

首先，要确保每个人都明白，是什么让某个东西被视为 true 或者 false （有时也被称为是“真实”与否）。Python 3 中，官方对 什么是 true 或者 false 的定义 是：

False , None , 所有类型的数字 0, 以及空字符串和空容器 (包括字符串(string), 元组(tuple), 列表(list), 字典(dictionary), 集合(set) 和 frozenset)。所有其他值则被解析为 true。通过提供一个 __bool__() 方法，用户定义的对象可以自定义它们的真值。

Python 的一点历史：在讨论 在 Python 2.3 中添加布尔类型 期间，对于什么是 false 的定义从“所有表示空的东西”变为“所有表示空的东西 和False ”，有些人并不喜欢，他们觉得这样有失简单性。而另一些人则认为， False 会让代码更加清晰。结果，支持 False 概念的人更多，因此，后者赢得了这场争论。你也许也注意到了，在 Python 中，布尔不不是那么老，这就是为什么布尔可以（大部分）被当成整型，因为它能与那些简单的使用 1 和 0 来分别表示 True 和 False 的代码向后兼容。

建议的第一条就是不要过分的使用 is 比较。 is 用于 标识比较(identity comparison) ，只有当表达式中的两个对象都表示同个对象的时候，它的计算结果才是 True 。不幸的是，人们总是会把标识比较和值比较混为一谈。例如，有些人意外地发现，出于对性能的考量，Python 的某些实现中缓存了特定的值，导致像这样的表达式：

40 + 2 is 42  # True in CPython, not necessarily in other VMs.

为真。但是，对数字的缓存并不是 Python 语言定义的一部分，它只是实现细节中一个古怪的副作用。这是一个问题，如果你想要改变 Python 的实现，或者碰巧认为对任何数字使用 is 都有效，这显然不对，看看当你试图这样做：

2**32 is 2**32 # False.

结果会是 False 。换句话说，只有在你真的 真的 想要测试标识而不是值时，才使用 is 。

另一个我们看到 is 以一种非惯用方式使用的地方是直接测试 True 或者 False ，例如：

something() is False  # Too restrictive.

这在技术上并不像前面的例子那样是错误的，因为 False 是一个单子 —— 就像 None 和 True 一样 —— 这意味着，实际上 False 只有一个实例可以用来比较。但是这样做的问题在于，它带来了不必要的限制。幸好 Python 是 鸭子类型(duck typing) 的庞大的支持者，不赞成将任何 API 的类型指定为 True 或者 False ，因为它将一个 API 锁定为指定的类型。假若出于某些原因，该 API 变成返回了另一种类型的值，但具有相同的布尔解释，那么，这个代码会突然崩溃。取代直接检查 False 的是，该代码应该简单检查假值：

not something()  # Just right.

然后，这也可以扩展到其他类型。如果你关心某样东西是否是空的，那么不要 spam == [] ，而是 not spam ，以防万一那个返回 spam 值的 API 突然开始返回元祖，而不是列表。

而你在日复一日的代码中唯一可能合理使用 is 的时候是，和 None 一起使用。有时，你可能会碰到一个 API，其中， None 具有特殊含义，在这种情况下，你应该使用 is None 来检查那个特殊值。例如，Python 中的模块具有一个 __package__ 属性 ，它存储了一个表示该模块属于哪个包的字符串。诀窍是，顶层模块，例如，不被包含在一个包中的那些模块，它们的 __package__ 值为空字符串，这是假的，但却是一个有效值，但需要有一个值表示不知道 __package__ 应该被设为什么值。在这种情况下， None 被用来表示“我不知道”。这允许 计算一个模块属于哪个包的代码 使用：

package is None  # OK when you need an "I don't know" value.

来检查是否包名未知 ( not package 会错误的认为 '' 也表示这个意思)。但请务必确保不滥用 None 的这种用法，因为 false 值趋向于满足表示“我不知道”的需要。

另一点建议是，在我们自己的类中定义 __bool__() 之前三思而后行。虽然你应该明确的定义表示容器的类的方法（以助于“若为假，则为空”的概念），但是在任何情况下，你都应该停下来想想定义该方法是否真的有意义。虽然使用 __bool__() 来表示一个对象的某种状态可能是很诱人的，但是后果会出奇的影响深远，因为它意味着，突然让人不得不开始明确检查一些特殊值，例如 None ，这表示一个 API 是否返回一个实际值，而不是简单的依赖着所有的对象默认都为值这种条件。作为定义 __bool__() 为嘛可能是令人惊讶的一个例子，见 Python issue ，这里有一个多年的讨论，该讨论关于怎样定义 datetime.time() 在午夜的时候为 false，其他时候都为 true 是错误的，以及最好如何修复这个错误 (最后， 在 Python 3.5 中移除 了 __bool__() 的实现)。

在面对一个可能的 false 值时，如果你发现自己需要提供一个特定的默认值，那么使用 or 将是有帮助的。 and 和 or 都不返回一个特定的布尔值，而是返回第一个确定为 true 值的值。对于 or ，如果它的第一个值是 true，则返回第一个值，否则返回第二个值，无论第二个值是什么。这意味着，如果像这样：

# Use the value from something() if it is true, else default to None.
spam = something() or None

那么，如果 something() 是 true，那么 spam 将获得 something() 的返回值，否则将会被设为 None 。并且，因为 and 和 or 都是短路的，所以你可以将其与一些对象实例组合在一起，并知道除非必要，否则不会发生；

# Only execute AnotherThing() if something() returns a false value.
spam = something() or AnotherThing()

不会执行 AnotherThing() ，除非 something() 返回一个 false 值。

最后，在可能的时候，确保使用 any() 和 all() 。这些内建函数在需要的时候是非常方便的，而将它们与生成器表达式组合使用，则是相当强大的。

原文： Idiomatic Python: boolean expressions