为何Python 3.7中check(-7)返回True？函数逻辑存疑

这是个挺有意思的Python细节问题，核心在于is运算符的本质和Python对小整数的缓存机制，咱们一步步拆解：

首先得明确两个关键前提：

• is运算符比较的是对象的内存地址（身份），而不是值是否相等；如果要比较值相等，应该用==。
• Python会默认缓存-5 到 256之间的整数对象，这个范围内的整数在程序运行时会被复用——也就是说，只要值相等，它们就指向同一个内存地址，is判断会返回True。

现在我们跟着check(-7)的执行流程走：

第一步：判断1+x is x+1 #

当x=-7时，1+x和x+1的值都是-6，但这个is判断却返回了False——这是Python 3.7及更早版本的特定行为：
如果加法表达式中的一个操作数是不在小整数池里的对象（这里x=-7，小于-5，不在缓存池范围内），解释器计算加法时，哪怕结果在缓存池里，也可能生成新的对象，而非复用缓存：

• 计算1+x：1是缓存池里的对象，加上x=-7（新创建的对象），得到-6，此时解释器会返回缓存池里的-6实例；
• 计算x+1：x=-7是新对象，加上1（缓存对象），得到-6，但此时解释器会生成一个全新的-6对象，而非复用缓存里的。

这就导致1+x和x+1值相等，但内存地址不同，所以1+x is x+1为False，第一个if条件不触发，不会返回False。

第二步：判断2+x is not x+2 #

当x=-7时，2+x和x+2的值都是-5。-5是小整数池的下限，Python对这个边界值的缓存处理更特殊：无论操作数是否在缓存池里，计算得到的-5都会复用缓存中的实例。

所以2+x和x+2指向的是同一个内存地址，2+x is not x+2为False，第二个if条件也不触发，不会返回False。

第三步：返回True #

两个if条件都不满足，函数最终返回True。

为什么偏偏是-7？ #

只有x=-7时，刚好同时满足两个关键条件：

1. 1+x的结果是-6（在小整数池里），但因为x本身不在池里，导致1+x和x+1生成不同的对象，让第一个if条件不成立；
2. 2+x的结果是-5（小整数池的边界值），无论计算方式如何都会复用缓存对象，让第二个if条件也不成立。

换其他值都无法同时满足这两点：

• 比如x=-6：1+x=-5，x+1=-5都是缓存对象，1+x is x+1为True，第一个if触发直接返回False；
• 比如x=-8：2+x=-6，x+2=-6会因为x不在池里生成不同对象，2+x is not x+2为True，第二个if触发返回False。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bharath M Shetty