为什么 0 < () 在 Python 中评估为 True？

Question

我无意中输入了time.clock<()，Python 2.7 解释器的响应是：True。以下代码举例说明了该行为：

>>> repr(time.clock)
'<built-in function clock>'
>>> time.clock<()
True

此外：

>>> import sys
>>> sys.maxint < ()
True

>>> map(lambda _:0<_,((),[],{}))
[True, True, True]

相比之下：

>>> 1<set(())
TypeError: can only compare to a set

问题：除了为什么之外，空的list、tuple 或dict 评估好像大于任何数字有实际意义或目的吗？

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更新：

• Viktor 指出默认情况下会比较内存地址：

  >>> map(lambda _:(id(0),'<',id(_)),((),[],{}, set([])))

  [(31185488L, '<', 30769224L), (31185488L, '<', 277144584L), (31185488L, '<', 279477880L), (31185488L, '<', 278789256L)]

尽管看起来顺序，这是不正确的。

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• Martijn Pieters 指出：

如果没有明确定义比较运算符，Python 2 会比较 数字和类型名称，数字的优先级最低。

这并不暗示正在调用的确切内部方法。另请参阅这很有帮助但inconclusive SO thread：

在 IPython 2.7.5 REPL 中

>>> type(type(()).__name__)
Out[15]: str

>>> type(()) < 10
Out[8]: False
>>> 10 < type(())
Out[11]: True
#as described
>>> type(()) < type(())
Out[9]: False
>>> type(()) == type(())
Out[10]: True

However:
>>> 'somestr' .__le__(10)
Out[20]: NotImplemented
>>> 'somestr' .__lt__(10)
Out[21]: NotImplemented

>>> int.__gt__
Out[25]: <method-wrapper '__gt__' of type object at 0x1E221000>
>>> int.__lt__
Out[26]: <method-wrapper '__lt__' of type object at 0x1E221000>

>>> int.__lt__(None)
Out[27]: NotImplemented
    #.....type(...), dir(...), type, dir......
#An 'int' instance does not have an < operator defined
>>> 0 .__lt__
Out[28]: AttributeError: 'int' object has no attribute '__lt__'

#int is actually a subclass of bool
>>>int.__subclasses__()
Out: [bool]
#str as the fallback type for default comparisons
>>> type(''.__subclasshook__)
Out[72]: builtin_function_or_method
>>> dir(''.__subclasshook__)
Out[73]: 
['__call__',
 '__class__',
 '__cmp__',
 '__delattr__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__name__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__self__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__']
#IPython is subclassing 'str' 
>>> str.__subclasses__()
Out[84]: [IPython.utils.text.LSString]

Answer 1

在 Python 2 中，当比较不同的类型时，python 将数值类型排在其他所有类型之前，而在其余类型之间按类型名称进行排序。

因此，整数在元组之前排序，但Foo 类的实例将在Bar 类的实例之后 排序。

Python 3 消除了这种疯狂；比较不同的类型会导致 TypeError：

>>> 10 < ()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: int() < tuple()

Python set() 类型通过实现__gt__ 或“大于”魔术方法重载了> 运算符；调用 1 < set() 表达式是因为 int 类型没有 __lt__，在这种情况下，Python 会测试相反的情况；毕竟，如果y > x 为真，则x < y 为真。

当另一个操作数不是 set 时，set.__gt__() 钩子会引发 TypeError：

>>> 1 .__lt__(set())
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'int' object has no attribute '__lt__'
>>> set().__gt__(1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only compare to a set

集合的重载>（大于）运算符用于测试左侧操作数是否为proper superset of the right-hand operand。 （从技术上讲，set 对象实现了 C-API PyTypeObject.tp_richcompare 函数，而不是直接实现 __gt__ 钩子，但 __gt__ 钩子在这种情况下会自动转换为 tp_richcompare 调用。

当重载的比较方法（.__lt__(), .__le__(), .__eq__(), . __ne__(), . __gt__(), . __ge__(), or . __cmp__() 之一）返回 NotImplemented 单例对象时，这表示不支持比较，Python 会退回到默认行为。正如How do Python comparison operators < and > work with a function name as an operand? 中所述，这种默认行为在 Python 2 和 3 之间有所不同。

对于 Python 3，返回 NotImplemented 的比较挂钩会导致 Python 引发 TypeError：

>>> class Foo():
...     def __lt__(self, other): return NotImplemented
... 
>>> Foo() < Foo()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: Foo() < Foo()

Python 2 更加顽固，当返回 NotImplemented 或未实现任何钩子时，C 代码最终会出现在 default_3way_compare() C function 中，即：

• 当两个对象的类型相同时按内存地址排序（第 768-776 行）
• 先订购None（第 780-783 行）
• 在其他类型之前订购编号（PyNumber_Check 测试将类型名称设置为空，第 786-793 行）
• 按类型名称排序（第 786-793 行中的v->ob_type->tp_name 和 w->ob_type->tp_name）
• 如果类型 names 相同，则按类型对象的内存地址排序（第 800 和 801 行）。