> 本文出自“Python為什麼”系列，請檢視[全部文章](https://mp.weixin.qq.com/mp/appmsgalbum?__biz=MzUyOTk2MTcwNg==&action=getalbum&album_id=1338406397180084225&subscene=0&scenenote=https%3A%2F%2Fmp.weixin.qq.com%2Fs%3F__biz%3DMzUyOTk2MTcwNg%3D%3D%26mid%3D2247485945%26idx%3D1%26sn%3D02f1ac9a690f57accefeed7a1ea1247b%26chksm%3Dfa584e7ccd2fc76af5d45ebbc43c1e4d379a0fcfeee8ce70111a8a293c4b7efc8ac7a82dfd6a%26xtrack%3D1%26scene%3D0%26subscene%3D91%26sessionid%3D1596284425%26clicktime%3D1596284604%26enterid%3D1596284604%26ascene%3D7%26devicetype%3Dandroid-28%26version%3D2700103f%26nettype%3DWIFI%26abtest_cookie%3DAAACAA%253D%253D%26lang%3Dzh_CN%26exportkey%3DAa1rI96xIRQ8cDJChmQS9BU%253D%26pass_ticket%3DP%252BUyocSqsqUN5JuCQOyjZNpQH%252Fwm0bsN6NchdKKM9CFDDEu0ZPKsRpo8Utu4BBRc%26wx_header%3D1#wechat_redirect) Python 在涉及`真值判斷`（[Truth Value Testing](https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#truth-value-testing)）時，語法很簡便。 比如，在判斷某個物件是否不為 None 時，或者判斷容器物件是否不為空時，並不需要顯示地寫出判斷條件，只需要在 if 或 while 關鍵字後面直接寫上該物件即可。 下圖以列表為例，`if my_list` 這個簡短的寫法可以表達出兩層意思：  如果需要作出相反的判斷，即“如果為 None 或為空”，只需要寫成`if not my_list` 即可。 ## 與眾不同的真值判斷方式 通常而言，當一個值本身是布林型別時，寫成"if xxx"（如果真），在語義上就很好理解。如果 xxx 本身不是布林型別時，寫成“if xxx”（如果某東西），則在語義上並不好理解。 在 C/C++/Java 之類的`靜態語言`中，通常要先基於 xxx 作一個比較操作，比如“if (xxx == null)”，以此得到一個布林型別的值的結果，然後再進行真值判斷。否則的話，若“if xxx”中有非布林型別的值，則會報型別錯誤。 Python 這門`動態語言`在這種場景中表現出了一種靈活性，那麼，我們的問題來了：**為什麼 Python 不需要先做一次比較操作，直接就能對任意物件作真值判斷呢？** 先來看看[文件](https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#truth-value-testing) 中對真值判斷的描述：  **簡單而言，Python 的任何物件都可以用在 if 或 while 或布林操作（and、or、not）中，預設情況下認為它是 true，除非它有\_\_bool\_\_() 方法返回`False` 或者有\_\_len\_\_() 方法返回`0` 。** 對於前面的例子，my_list 沒有\_\_bool\_\_() 方法，但是它有\_\_len\_\_() 方法，所以它是否為 true，取決於這個方法的返回值。 ## 真值判斷的位元組碼 接著，我們繼續刨根問底：**Python 為什麼可以支援如此寬泛的真值判斷呢？在執行`if xxx` 這樣的語句時，它到底在做些什麼？** 對於第一個問題，Python 有個內建的 bool() 型別，可以將任意物件轉化成布林值。那麼，這是否意味著 Python 在進行真值判斷時，會`隱式地` 呼叫 bool() 呢（即轉化成`if bool(xxx)`）？（答案為否，下文有分析） 對於第二個問題，可以先用`dis` 模組來檢視下：  [`POP_JUMP_IF_FALSE`](https://docs.python.org/3/library/dis.html?highlight=pop_jump_if_false#opcode-POP_JUMP_IF_FALSE)指令對應的是 if 語句那行，它的含義是： > If TOS is false, sets the bytecode counter to *target*. TOS is popped. > > 如果棧頂元素為 false，則跳轉到目標位置。 這裡只有跳轉動作的描述，仍看不到一個普通物件是如何變成布林物件的。 Python 在直譯器中到底是如何實現真值判斷的呢？ ## 真值判斷的原始碼實現 在微信群友 Jo 的幫助下，我找到了 CPython 的原始碼（檔案：ceval.c、object.c）：   可以看出，對於布林型別的物件（即 Py_True 和 Py_False），程式碼會進入到快速處理的分支；而對於其它物件，則會用 PyObject_IsTrue() 計算出一個 int 型別的值。 PyObject_IsTrue() 函式在計算過程中，依次會獲取 nb_bool、mp_length 和 sq_length 的值，對應的應該就是 \_\_bool\_\_() 和 \_\_len\_\_() 這兩個魔術方法的返回值。 這個過程就是前文中所引用的官方文件的描述，正是我們想要找的答案！ 另外，對於內建的 bool()，它的核心實現邏輯正是上面的 PyObject_IsTrue() 函式，原始碼如下（boolobject.c）：  所以，Python 在對普通物件作真值判斷時，並沒有隱式地呼叫 bool()，相反它呼叫了一個獨立的函式（PyObject_IsTrue()），而這個函式又被 bool() 所使用。 也就是說，**bool() 與 if/while 語句對普通物件的真值判斷，事實上是基本相同的處理邏輯。** 知道了原理，就會明白`if bool(xxx)` 這種寫法是多此一舉的了（我曾見到過）。 至此，我們已經回答了前文中提出的問題。 ## 驗證真值判斷的過程 接下來，有 3 個測試例子，可以作進一步的驗證：  你可以暫停而思考下：`bool(Test1)` 與 `bool(Test1())` 各是什麼結果？然後依次判斷剩下的兩個類，結果又會是什麼？ 揭曉答案： ```python bool(Test1) # True bool(Test2) # True bool(Test3) # True bool(Test1()) # True bool(Test2()) # False bool(Test3()) # True ``` 原因如下： - 類物件沒被例項化時，bool() 不會呼叫它的 \_\_bool\_\_() 或 \_\_len\_\_() 這兩個魔術方法 - 類物件被例項化後，若同時存在 \_\_bool\_\_() 或 \_\_len\_\_() 魔術方法，則 bool() 會先呼叫 \_\_bool\_\_() 方法（PS：這個方法要求返回值必須為 bool 型別，因此只要有它，就必然不需要再用\_\_len\_\_() 方法來判斷真假） ## 數字型別如何作真值判斷？ 除了這 3 個例子，還有一種情況值得驗證，那就是**對於數字型別，它們是怎麼做真值判斷的呢？** 我們可以驗證一下數字型別是否擁有那兩個魔術方法： ```python hasattr(2020, "__bool__") hasattr(2020, "__len__") ``` 不難驗證出，數字擁有的是 \_\_bool\_\_() 魔術方法，並沒有\_\_len\_\_() 魔術方法，而且所有型別的數字其實被分成了兩類： - `__bool__()` 返回 False：所有表示 0 的數字，例如`0`, `0.0`, `0j`, `Decimal(0)`, `Fraction(0, 1)` - `__bool__()` 返回 True：所有其它非 0 的數字 ## 文章小結 Python 中`if xxx` 這種簡便的寫法，雖然是正規的真值判斷語法，並它但並不符合常規的語義。在 C/C++/Java 之類的語言中，要麼 xxx 本身是布林型別的值，要麼是一種可返回布林型別值的操作，但是在 Python 中，這個“xxx”竟然還可以是**任意的 Python 物件！** 本文通過對文件、位元組碼和 CPython 直譯器的原始碼逐步分析，發現了 Python 的真值判斷過程並不簡單，可以提煉出以下的幾個要點： - **if/while 是隱性的布林操作符：** 它們除了有“判斷”真假的作用，還具有隱式地將普通物件計算出布林結果的功能。實際的操作是直譯器根據“POP_JUMP_IF_FALSE”指令來完成的，其核心邏輯跟內建的 bool() 是共用了一個底層方法 - **真值判斷過程依賴兩個魔術方法：** 除非被判斷物件有\_\_bool\_\_() 方法返回`False` 或者有\_\_len\_\_() 方法返回`0` ，否則布林操作的結果都是 True。兩個魔術方法總是會先計算\_\_bool\_\_() - **數字型別也可做真值判斷：** 數字有\_\_bool\_\_() 魔術方法，但沒有\_\_len\_\_() 魔術方法，除了表示 0 的數字為 False，其它數字都為 True 如果你覺得本文分析得不錯，那你應該會喜歡這些文章： 1、[Python為什麼使用縮排來劃分程式碼塊？](https://mp.weixin.qq.com/s/byhJnKoKSDnhUNUE9WWopw) 2、[Python 的縮排是不是反人類的設計？](https://mp.weixin.qq.com/s/pi1x6lT88dMmfUUqcVet-A) 3、[Python 為什麼不用分號作語句終止符？](https://mp.weixin.qq.com/s/LZ2ocKBfYurJtllU4asP2Q) 4、[Python 為什麼沒有 main 函式？為什麼我不推薦寫 main 函式？](https://mp.weixin.qq.com/s/1ehySR5NH2v1U8WIlXflEQ) 5、[Python 為什麼推薦蛇形命名法？](https://mp.weixin.qq.com/s/U4n3aEhznPx7lJ8lj6rU_A) 6、[Python 為什麼不支援 i++ 自增語法，不提供 ++ 操作符？](https://mp.weixin.qq.com/s/Bdn5XPUkH9Ssz4UZc4NKvQ) 7、[Python 為什麼只需一條語句“a,b=b,a”，就能直接交換兩個變數？](https://mp.weixin.qq.com/s/VSLLuPwurNEsNLnYf7oGJg) 8、[Python 為什麼用 # 號作註釋符？](https://mp.weixin.qq.com/s/2mQBlGtI04HK7dSMd7kkkA) 9、[Python 為什麼要有 pass 語句？](https://mp.weixin.qq.com/s/GpBOO0MLsc6g_mNq85Zy0A) 10、[Python 為什麼會有個奇怪的“...”物件？](https://mp.weixin.qq.com/s/SOSN_p74eDHv3tJnSJIZfg) 本文屬於“Python為什麼”系列（Python貓出品），該系列主要關注 Python 的語法、設計和發展等話題，以一個個“為什麼”式的問題為切入點，試著展現 Python 的迷人魅力。所有文章將會歸檔在 Github 上，專案地址：[https://github.com/chinesehuazhou/python-whydo](https://github.com/chinesehuazhou/pytho