Python中is运算符对函数返回整数的判断差异疑问解析

示例代码 #

x = 1
y = 1
print(x is y) # TRUE
print(id(x), id(y))
y = pow(10, 30, 10**30-1) # 1

print(type(y))
print(x, y, x is y) # FALSE

运行结果 #

True
140516304938720 140516304938720
<class 'int'>
1 1 False

原因解析 #

核心逻辑：Python整数缓存机制与运算路径的差异 #

Python为了优化性能，会对**-5到256之间的小整数做缓存**——用字面量创建这些整数时，会直接复用内存中已有的同一个对象，所以x = 1和y = 1指向的是同一个内存地址，x is y返回True。

但缓存的复用有场景限制，具体到你提到的两种情况：

• 情况1：y = pow(10, 30, 10**30-1)
  这个运算本质是求10^30除以10^30-1的余数，结果确实是1，但整个计算过程涉及超大整数（10^30远大于256）。Python处理这类大整数运算的余数时，会直接生成一个新的int对象，不会去复用缓存里的1，导致这个y的内存地址和x不同，x is y返回False。

• 情况2：y = pow(1, 10)
  这个运算的参数都是小整数，结果1也在缓存范围内。Python解释器会对这类简单运算做优化，直接返回缓存中已有的1对象，所以y和x指向同一个内存地址，x is y返回True。

需要注意：is判断的是对象的身份（内存地址），而==判断的是值的相等性。这里两个1的值相等，但对象身份不同，才会出现值相等但is判断为False的现象。

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