Python中值与子节点均相同的Node对象用==比较为何返回False？

示例代码 #

class Node:
    def __init__(self, left=None, right=None, val=0):
        self.left = left
        self.right = right
        self.val = val

# 创建树结构
abc = Node(val=1)
abc.left = Node(val=2)
abc.right = Node(val=2)
abc.left.left = Node(val=3)
abc.left.right = Node(val=3)
abc.right.left = Node(val=3)
abc.right.right = Node(val=3)

print(abc.left == abc.right)  

# 输出: False

问题说明 #

创建了值及子节点值均相同的两个Node对象，使用Python的==运算符比较时预期返回True，但实际输出为False。明明知道它们存储在不同内存地址，但==运算符应该比较对象的相等性或值，为何这两个节点会被判定为不同？

此外，ChatGPT给出的如下回答是否正确？

==运算符在列表的情况下比较值，但在Node这类类的实例的情况下比较对象本身。

问题解答 #

1. 为什么==返回False #

Python中，自定义类的实例默认使用==比较时，行为等价于is运算符——比较对象的内存地址（即是否为同一个对象）。这是因为所有自定义类默认继承自object类，而object的__eq__()方法默认实现就是判断两个对象的身份是否一致（self is other）。

你创建的abc.left和abc.right是两个独立的Node实例，即使它们的属性值和子节点结构完全相同，本质上仍是内存中的两个不同对象，所以默认的==会返回False。

如果需要让==按对象的"值相等"来比较，必须在Node类中重写__eq__()方法，递归比较所有相关属性：

class Node:
    def __init__(self, left=None, right=None, val=0):
        self.left = left
        self.right = right
        self.val = val

    def __eq__(self, other):
        # 先判断是否为同一对象，快速返回
        if self is other:
            return True
        # 排除非Node实例的情况
        if not isinstance(other, Node):
            return False
        # 递归比较val、left、right属性
        return self.val == other.val and self.left == other.left and self.right == other.right

修改后重新运行代码，print(abc.left == abc.right)会返回True。

2. ChatGPT的回答是否正确 #

该回答是正确的。Python内置的序列类型（如列表、元组）已经重写了__eq__()方法，使得==会逐元素比较值是否相等；而自定义类如果没有显式重写__eq__()，就会沿用object类的默认逻辑，即比较对象本身的身份（是否为同一个实例）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者User_04_04_2023