Python中__eq__返回NotImplemented却输出False的原因及__hash__疑问

一、为什么__eq__返回NotImplemented但比较结果是False #

最小可复现代码 #

class Attribut:
    def __init__(
        self,
        name: str,
        other_name: str,
    ):
        self.name: str = name
        self.other_name: str = other_name
        
    def __eq__(self, other):
        if isinstance(other, Attribut):
            return self.name == other.name and self.other_name == other.other_name
        else:
            return NotImplemented
    
    def __hash__(self):
        return 0

测试代码及结果 #

执行以下代码：

a = Attribut("lol", "a")
print(a==4)

预期得到NotImplemented，实际输出False。

原因解释 #

当自定义类的__eq__返回NotImplemented时，Python会尝试调用被比较对象的__eq__方法（即4.__eq__(a)）。对于整数类型来说，它的__eq__会判断传入对象是否为整数，显然Attribut实例不是，因此返回False，这就是最终的比较结果。

补充测试验证 #

将类实例与另一类的实例比较：

class Attribut:
    def __init__(
        self,
        name: str,
        other_name: str,
    ):
        self.name: str = name
        self.other_name: str = other_name
        
    def __eq__(self, other):
        if isinstance(other, Attribut):
            return self.name == other.name and self.other_name == other.other_name
        else:
            return NotImplemented
    
    def __hash__(self):
        return 0

class Attribut2:
    def __init__(
        self,
        name: str,
        other_name: str,
    ):
        self.name: str = name
        self.other_name: str = other_name
        
    def __eq__(self, other):
        if isinstance(other, Attribut2):
            return self.name == other.name and self.other_name == other.other_name
        else:
            return NotImplemented
    
    def __hash__(self):
        return 1

a = Attribut("lol", "a")
b = Attribut2("lol", "b")

print(a==b)

结果依然是False，原因是：

1. 先调用a.__eq__(b)，返回NotImplemented；
2. 接着Python调用b.__eq__(a)，b的__eq__判断a不是Attribut2实例，返回NotImplemented；
3. 当双方的__eq__都返回NotImplemented时，Python默认返回False，因为不同类型的对象默认不相等。

二、重写__hash__方法的意义 #

• 支持哈希容器操作：当类的实例需要作为字典的键，或者放入集合（set）中时，必须实现__hash__方法。字典和集合依赖哈希值实现快速查找、去重等功能，没有正确的哈希方法，实例无法被这些容器正常处理。
• 保证一致性：哈希方法需遵循规则：如果两个对象通过__eq__判断相等，它们的__hash__必须返回相同值；哈希值相同的对象不一定相等（允许哈希碰撞）。
• 避免性能问题：你当前代码中__hash__返回固定值0，会导致所有实例哈希值相同，集合和字典的查找效率会从O(1)降到O(n)，严重影响性能。正确的实现应基于__eq__中用到的属性计算哈希，比如：

  def __hash__(self):
      return hash((self.name, self.other_name))
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者FluidMechanics Potential Flows