为何部分Python对象必然指向唯一实例？

我明确知道is用于检查对象的id是否匹配（即是否为同一个对象），==用于检查值是否匹配，现在的问题不是要区分这两者的用法，而是想搞懂以下现象的底层原因：

>>> x = 3
>>> y = 3
>>> x is y
True
>>> m = 3.0
>>> n = 3.0
>>> m is n
False
>>> x = "spam"
>>> y = "spam"
>>> x is y
True
>>> a = ("s","p","a","m")
>>> b = ("s","p","a","m")
>>> a is b
False

从上述示例可见，str和int类型变量在值相同时，会自动指向同一对象，但tuple或float类型却并非如此。我希望了解该现象的本质原因，而非仅知晓各类型的表现情况。

此外，bool和NoneType也存在类似str、int的现象，但function没有。我已排除不可变性的影响——毕竟整数与浮点数均为不可变类型，却表现出差异。

还有一个特殊场景会改变该行为：

>>> def same(x, y):
...     u = x
...     v = y
...     return u is v
...
>>> same(1.0, 1.0)
True

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mikke Mus