在 Python 中引用 null 对象

Question

如何在 Python 中引用 null 对象？

Answer 1

在 Python 中，“null”对象是单例 None。

检查“Noneness”的最佳方法是使用身份运算符is：

if foo is None:
    ...

Answer 2

None，Python 的 null？

Python 中没有null；取而代之的是None。如前所述，测试某个东西是否被赋予了 None 作为值的最准确方法是使用 is 标识运算符，它测试两个变量是否引用同一个对象。

>>> foo is None
True
>>> foo = 'bar'
>>> foo is None
False

基础知识

只有一个None

None 是类NoneType 的唯一实例，任何进一步实例化该类的尝试都将返回相同的对象，这使得None 成为单例。 Python 新手经常看到提到NoneType 的错误消息，并想知道它是什么。我个人认为，这些消息可以简单地提及None 的名称，因为正如我们稍后将看到的，None 几乎没有模棱两可的余地。因此，如果您看到一些TypeError 消息提到NoneType 不能这样做或不能这样做，只需知道它只是None 以一种不能的方式使用。

另外，None 是一个内置常量。一旦你启动 Python，它就可以在任何地方使用，无论是在模块、类还是函数中。相比之下，NoneType 不是，您需要先通过查询 None 的类来获取对它的引用。

>>> NoneType
NameError: name 'NoneType' is not defined
>>> type(None)
NoneType

您可以使用 Python 的标识函数 id() 来检查 None 的唯一性。它返回分配给一个对象的唯一编号，每个对象都有一个。如果两个变量的id相同，那么它们实际上指向的是同一个对象。

>>> NoneType = type(None)
>>> id(None)
10748000
>>> my_none = NoneType()
>>> id(my_none)
10748000
>>> another_none = NoneType()
>>> id(another_none)
10748000
>>> def function_that_does_nothing(): pass
>>> return_value = function_that_does_nothing()
>>> id(return_value)
10748000

None 不能被覆盖

在更旧的 Python 版本（2.4 之前）中，可以重新分配 None，但不能再分配了。甚至不是作为类属性或在函数范围内。

# In Python 2.7
>>> class SomeClass(object):
...     def my_fnc(self):
...             self.None = 'foo'
SyntaxError: cannot assign to None
>>> def my_fnc():
        None = 'foo'
SyntaxError: cannot assign to None

# In Python 3.5
>>> class SomeClass:
...     def my_fnc(self):
...             self.None = 'foo'
SyntaxError: invalid syntax
>>> def my_fnc():
        None = 'foo'
SyntaxError: cannot assign to keyword

因此可以安全地假设所有None 引用都是相同的。没有任何“自定义”None。

要测试None，请使用is 运算符

在编写代码时，您可能会想像这样测试 Noneness：

if value==None:
    pass

或者像这样测试虚假

if not value:
    pass

您需要了解其中的含义以及为什么明确表达通常是一个好主意。

案例1：测试一个值是否为None

为什么

value is None

而不是

value==None

?

第一个等价于：

id(value)==id(None)

而表达式 value==None 实际上是这样应用的

value.__eq__(None)

如果值真的是None，那么你会得到你所期望的。

>>> nothing = function_that_does_nothing()
>>> nothing.__eq__(None)
True

在最常见的情况下，结果将是相同的，但 __eq__() 方法打开了一扇门，使任何准确性保证无效，因为它可以在类中被覆盖以提供特殊行为。

考虑这个类。

>>> class Empty(object):
...     def __eq__(self, other):
...         return not other

所以你在None 上尝试一下，它就可以工作了

>>> empty = Empty()
>>> empty==None
True

但它也适用于空字符串

>>> empty==''
True

还有

>>> ''==None
False
>>> empty is None
False

案例 2：使用 None 作为布尔值

以下两个测试

if value:
    # Do something

if not value:
    # Do something

实际上被评估为

if bool(value):
    # Do something

if not bool(value):
    # Do something

None 是一个“假”，这意味着如果转换为布尔值，它将返回False，如果应用not 运算符，它将返回True。但请注意，它不是 None 独有的属性。除了False本身，该属性还被空列表、元组、集合、字典、字符串以及0以及所有来自实现__bool__()魔术方法返回False的类的对象共享。

>>> bool(None)
False
>>> not None
True

>>> bool([])
False
>>> not []
True

>>> class MyFalsey(object):
...     def __bool__(self):
...         return False
>>> f = MyFalsey()
>>> bool(f)
False
>>> not f
True

因此，在以下列方式测试变量时，请特别注意测试中包含或排除的内容：

def some_function(value=None):
    if not value:
        value = init_value()

在上面，您的意思是当值专门设置为None 时调用init_value()，还是您的意思是设置为0 的值，或者空字符串，或者空列表也应该触发初始化？就像我说的，要留心。通常情况下，在 Python 中显式优于隐式。

None在实践中

None 用作信号值

None 在 Python 中具有特殊的地位。这是一个最喜欢的基线值，因为许多算法将其视为特殊值。在这种情况下，它可以用作一个标志，表明某个条件需要一些特殊处理（例如设置默认值）。

您可以将None 分配给函数的关键字参数，然后对其进行显式测试。

def my_function(value, param=None):
    if param is None:
        # Do something outrageous!

您可以在尝试获取对象的属性时将其作为默认值返回，然后在执行特殊操作之前对其进行显式测试。

value = getattr(some_obj, 'some_attribute', None)
if value is None:
    # do something spectacular!

默认情况下，字典的get() 方法在尝试访问不存在的键时返回None：

>>> some_dict = {}
>>> value = some_dict.get('foo')
>>> value is None
True

如果您尝试使用下标符号访问它，则会引发 KeyError

>>> value = some_dict['foo']
KeyError: 'foo'

同样，如果您尝试弹出一个不存在的项目

>>> value = some_dict.pop('foo')
KeyError: 'foo'

您可以使用通常设置为 None 的默认值来抑制它

value = some_dict.pop('foo', None)
if value is None:
    # Booom!

None 既用作标志又用作有效值

None 的上述用法适用于它不被视为有效值，但更像是执行特殊操作的信号时。然而，在某些情况下，知道None 的来源有时很重要，因为即使它被用作信号，它也可能是数据的一部分。

当您使用getattr(some_obj, 'attribute_name', None) 查询对象的属性时，返回None 不会告诉您您尝试访问的属性是否设置为None，或者该属性是否完全不存在于对象中。从字典中访问键的情况相同，例如some_dict.get('some_key')，您不知道some_dict['some_key'] 是否丢失，或者它是否只是设置为None。如果您需要该信息，处理此问题的常用方法是直接尝试从 try/except 构造中访问属性或键：

try:
    # Equivalent to getattr() without specifying a default
    # value = getattr(some_obj, 'some_attribute')
    value = some_obj.some_attribute
    # Now you handle `None` the data here
    if value is None:
        # Do something here because the attribute was set to None
except AttributeError:
    # We're now handling the exceptional situation from here.
    # We could assign None as a default value if required.
    value = None
    # In addition, since we now know that some_obj doesn't have the
    # attribute 'some_attribute' we could do something about that.
    log_something(some_obj)

与dict类似：

try:
    value = some_dict['some_key']
    if value is None:
        # Do something here because 'some_key' is set to None
except KeyError:
    # Set a default
    value = None
    # And do something because 'some_key' was missing
    # from the dict.
    log_something(some_dict)

以上两个例子展示了如何处理对象和字典的情况。函数呢？同样的事情，但我们为此使用双星号关键字参数：

def my_function(**kwargs):
    try:
        value = kwargs['some_key']
        if value is None:
            # Do something because 'some_key' is explicitly
            # set to None
    except KeyError:
        # We assign the default
        value = None
        # And since it's not coming from the caller.
        log_something('did not receive "some_key"')

None 仅用作有效值

如果您发现您的代码中散布着上述try/except 模式只是为了区分None 标志和None 数据，那么只需使用另一个测试值。有一种模式，其中超出有效值集的值作为数据结构中数据的一部分插入，用于控制和测试特殊条件（例如边界、状态等）。这样的值称为sentinel，它可以像None 用作信号一样使用。在 Python 中创建哨兵很简单。

undefined = object()

上面的undefined 对象是独一无二的，它不会做任何程序可能感兴趣的事情，因此它是None 作为标志的绝佳替代品。一些警告适用，更多关于代码之后的内容。

有功能

def my_function(value, param1=undefined, param2=undefined):
    if param1 is undefined:
        # We know nothing was passed to it, not even None
        log_something('param1 was missing')
        param1 = None


    if param2 is undefined:
        # We got nothing here either
        log_something('param2 was missing')
        param2 = None

用字典

value = some_dict.get('some_key', undefined)
if value is None:
    log_something("'some_key' was set to None")

if value is undefined:
    # We know that the dict didn't have 'some_key'
    log_something("'some_key' was not set at all")
    value = None

有一个对象

value = getattr(obj, 'some_attribute', undefined)
if value is None:
    log_something("'obj.some_attribute' was set to None")
if value is undefined:
    # We know that there's no obj.some_attribute
    log_something("no 'some_attribute' set on obj")
    value = None

正如我之前提到的，自定义哨兵带有一些警告。首先，它们不是 None 之类的关键字，因此 Python 不保护它们。您可以随时覆盖上面的undefined，在它定义的模块中的任何位置，因此请注意如何公开和使用它们。接下来，object() 返回的实例不是单例。如果你调用 10 次，你会得到 10 个不同的对象。最后，哨兵的使用非常特殊。哨兵特定于它所使用的库，因此其范围通常应限于库的内部。它不应该“泄漏”出来。外部代码只有在其目的是扩展或补充库的 API 时才应该意识到这一点。

Answer 3

它不像其他语言那样称为null，而是None。此对象始终只有一个实例，因此您可以根据需要检查与x is None（身份比较）而不是x == None 的等价性。

Answer 4

在 Python 中，为了表示值的缺失，可以对对象使用 None 值 (types.NoneType.None) 和 ""（或 len() == 0）用于字符串。因此：

if yourObject is None:  # if yourObject == None:
    ...

if yourString == "":  # if yourString.len() == 0:
    ...

关于“==”和“is”之间的区别，使用“==”测试对象身份就足够了。但是，由于操作“is”被定义为对象标识操作，使用它可能更正确，而不是“==”。不知道是否有速度差异。

不管怎样，你可以看看：

• Python Built-in Constants 文档页面。
• Python Truth Value Testing 文档页面。

Answer 5

上面的答案只会导致TrueNone，但是有float('nan')这样的东西。你可以使用熊猫isnull:

>>> import pandas as pd
>>> pd.isnull(None)
True
>>> pd.isnull(float('nan'))
True
>>> pd.isnull('abc')
False
>>> 

或者没有pandas：

>>> a = float('nan')
>>> (a != a) or (a == None)
True
>>> a = None
>>> (a != a) or (a == None)
True
>>> 

之所以有效是因为float('nan') != float('nan'):

>>> float('nan') == float('nan')
False
>>> float('nan') != float('nan')
True
>>> 

Answer 6

使用f 字符串来解决这个问题。

year=None
year_val= 'null' if year is None else  str(year)
print(f'{year_val}')

null

Answer 7

Null 是一种特殊的对象类型，例如：

>>>type(None)
<class 'NoneType'>

您可以检查一个对象是否属于“NoneType”类：

>>>variable = None
>>>variable is None
True

更多信息请访问Python Docs

Answer 8

根据Truth value testing，'None' 直接测试为 FALSE，所以最简单的表达式就足够了：

if not foo: