PythonのNoneや小さな数・文字列で混乱するisと==の違い

# is は「同一性(identity)」の比較
a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
c = a  # c は a と同じリストオブジェクトを参照

print(a is b)  # 別々に作られたリストなので False
print(a is c)  # 同じオブジェクトを指すので True

# 参照先(オブジェクトID)を見てみる
print(id(a), id(b), id(c))

# == は「値の等価性」の比較
a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]

print(a == b)  # 要素が同じなので True
print(a is b)  # オブジェクトは別なので False

# None 比較は is / is not を使う
from typing import Optional

def find_even_or_none(x: int) -> Optional[int]:
    # 偶数なら値を返し、奇数なら None を返す
    return x if x % 2 == 0 else None

result = find_even_or_none(3)

# 良い例
if result is None:
    print("値は見つかりませんでした")

# 悪い例 (PEP 8 に反する)
if result == None:  # noqa: E711 (サンプルとして記載)
    print("この比較方法は推奨されません")

value = 0

# None との厳密な区別が必要なとき
if value is not None:
    print("値は None ではありません")  # 0 でもここに入る

# Truthiness を使った書き方が推奨
flag = 1  # 1 は True に等価だが、True そのものではない

# 推奨
if flag:
    print("真と判定されました")

# 非推奨
if flag == True:  # noqa: E712
    print("== True は避けましょう")

# 厳密に True そのものかを見たい稀なケースのみ
flag2 = True
if flag2 is True:
    print("厳密に True 本体です")

# 小さな整数は同一オブジェクトを共有することがある
a = 256
b = 256
print(a is b)  # 多くの CPython で True になりやすい

# 大きめの整数は共有されないことが多い(実装依存)
x = int("257")  # 実行時に生成して定数畳み込みを避ける
y = int("257")
print(x == y)   # 値は等しい
print(x is y)   # 多くの CPython で False になりやすい

import sys

s1 = "python"
s2 = "python"
print(s1 is s2)  # True になりやすいが保証はない

t1 = "".join(["py", "thon"])  # 実行時に生成
t2 = "".join(["py", "thon"])
print(t1 == t2)  # 値は等しい
print(t1 is t2)  # 別オブジェクトになりやすい

u1 = sys.intern("data-key")
u2 = sys.intern("data-" + "key")  # インターンすれば同一化される
print(u1 is u2)  # True

a = "abc"
b = "".join(["a", "b", "c"])

print(id(a), id(b))   # たいていは異なる
print(a == b, a is b) # 等価性は True、同一性は False

data = {"count": 0}

# 値の比較
if data["count"] == 0:
    print("カウントは 0 です")

maybe_none = None

# シングルトン判定
if maybe_none is None:
    print("None です")

# 文字列でのアンチパターン
s = "abc"
t = "".join(["a", "b", "c"])

print(s == t)  # 内容は同じ -> True
print(s is t)  # オブジェクトは別 -> False (is を使うべきでない)

# リストでも同様
a = [1, 2]
b = [1, 2]
print(a == b)  # True
print(a is b)  # False

from dataclasses import dataclass

@dataclass(frozen=True)  # 不変にしてハッシュと等価性の整合を取りやすく
class Point:
    x: int
    y: int

p1 = Point(1, 2)
p2 = Point(1, 2)
print(p1 == p2)  # 値が同じ -> True
print(p1 is p2)  # 別インスタンス -> False

class Point:
    def __init__(self, x: int, y: int) -> None:
        self.x = x
        self.y = y

    def __eq__(self, other):
        # 型が違う場合は NotImplemented を返すのが礼儀
        if not isinstance(other, Point):
            return NotImplemented
        return (self.x, self.y) == (other.x, other.y)

p1 = Point(1, 2)
p2 = Point(1, 2)
p3 = p1

print(p1 == p2)  # True (値が等しい)
print(p1 is p2)  # False (同一ではない)
print(p1 is p3)  # True  (同一)