python - math.nan 与 'in' 运算符结合时的矛盾行为

Question

我有以下几行代码:

import math as mt

...
...
...

        if mt.isnan (coord0):
            print (111111, coord0, type (coord0), coord0 in (None, mt.nan))
            print (222222, mt.nan, type (mt.nan), mt.nan in (None, mt.nan))

它打印:

111111 nan <class 'float'> False
222222 nan <class 'float'> True

我很迷茫...有什么解释吗？

Python 3.6.0、Windows 10

我对 Python 解释器的质量有坚定的信心......而且我知道，每当计算机看起来出错时，实际上是我弄错了......那我错过了什么？

[编辑]

(对@COLDSPEED 的 react )

确实 ID 不同:

print (111111, coord0, type (coord0), id (coord0), coord0 in (None, mt.nan))
print (222222, mt.nan, type (mt.nan), id (mt.nan), mt.nan in (None, mt.nan))

打印:

111111 nan <class 'float'> 2149940586968 False
222222 nan <class 'float'> 2151724423496 True

也许 whey nan 不是真正的单例是有充分理由的。但我还不明白。在我看来，这种行为很容易出错。

[编辑2]

(回应@Sven Marnach)

仔细阅读@Sven Marnach 的回答让我明白了。这确实是设计事物时遇到的那种妥协。

冰还是很薄:

Having a in (b,) return True if id (a) == id (b) 似乎与nan 不等于 nan 的 IEEE-754 标准。

结论必须是，虽然 a 在聚合中，但同时它又不是，因为聚合中的东西，即 b 有被 IEEE 标准认为不等于 a。

我想从现在开始我会使用 isnan...

Answer 1

您看到的行为是对 Python 中的 in 运算符的优化以及 nan 与自身比较不相等的事实的人工制品，如 IEEE-754 所要求的标准。

Python 中的in 运算符返回迭代器中的任何元素是否等于您要查找的元素。表达式 x in it 本质上计算为 any(x == y for y in it)，除了 CPython 应用了额外的优化:以避免必须调用 __eq__ 在每个元素上，解释器首先检查 x 和 y 是否是相同的对象，在这种情况下它立即返回 True.

这种优化几乎适用于所有对象。毕竟，每个对象都将自己与自己进行比较，这是相等性的基本属性之一。但是， float 的 IEEE-754 标准要求 nan != nan，因此 NaN 打破了这个假设。这会导致您看到奇怪的行为:如果一个 nan 恰好是迭代器中的 同一对象 作为 nan，则上述优化导致 in 运算符返回 True。但是，如果迭代器中的 nan 不是同一个对象，Python 会回退到 __eq__()，你会得到 False。