Python中字符串乘法的工作原理及is判断结果差异原因是什么？

核心前提 #

• is运算符的作用是判断两个对象是否指向同一块内存地址，和判断值是否相等的==逻辑完全不同。
• Python 存在常量折叠和字符串驻留两个优化机制，是这个现象的核心原因。

具体原因分析 #

1. 'a'*2 is 'a'*2返回True的原因 #

当乘法的两个操作数都是编译阶段就能确定值的字面量时，Python解释器会在编译代码的阶段直接计算出'a'*2的结果'aa'，同时对于这类长度较短、仅由安全ASCII字符组成的字符串，Python会自动做驻留处理，也就是全局只保留一份相同值的字符串对象重复使用，所以两次'a'*2拿到的是同一个内存地址的对象，is判断返回True。

2. 'a'*2 is 'a'*n返回False的原因 #

这个表达式里的n是变量，编译阶段无法确定n的实际值，所以'a'*n的计算逻辑会推迟到程序运行阶段执行，运行阶段动态生成的字符串默认不会自动触发驻留复用，会新开辟一块内存空间存储生成的'aa'，和编译阶段生成的'aa'内存地址不同，所以is判断返回False。

补充验证 #

如果手动驻留运行期生成的字符串，结果就会变成True：

>>> import sys
>>> n = 2
>>> 'a'*2 is sys.intern('a'*n)
True

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Artur B