Что делает функция id в Python

Введение

Функция id() возвращает уникальный идентификатор объекта в процессе выполнения программы. Понимание того, что именно возвращает id, помогает разобраться в модели объектов Python, отличать физическое совпадение объектов от равенства по значению и правильно работать с изменяемыми типами.

Если вы хотите детальнее погрузиться в внутреннюю модель объектов Python и управление памятью — приходите на наш курс Основы Python. На курсе 209 уроков и 34 упражнения, AI-тренажёры для безлимитной практики с кодом и задачами 24/7, решение задач с живым ревью наставника, еженедельные встречи с менторами.

Что возвращает id()

Синтаксис прост:

id(obj)

Функция возвращает целое число, которое в большинстве реализаций CPython соответствует адресу объекта в памяти во время жизни этого объекта. Стандарт языка гарантирует только уникальность значения id для каждого объекта в течение его жизненного цикла, но не гарантирует, что это будет постоянный адрес между запусками интерпретатора.

Пример:

a = 1000
b = 1000
print(id(a), id(b))  # идентификаторы могут совпадать или отличаться в зависимости от реализации и оптимизаций

Интернирование и неизменяемые типы

Python применяет оптимизации, такие как интернирование небольших целых чисел и некоторых строк, что приводит к совпадению id у отдельных одинаковых значений:

x = 10
y = 10
print(id(x) == id(y))  # часто True для маленьких целых чисел

Для изменяемых объектов (списков, словарей и т.д.) интернирование не применяется, и одинаковое по содержанию значение обычно имеет разные id:

x = [1, 2, 3]
y = [1, 2, 3]
print(id(x) == id(y))  # False

id() и оператор is

Оператор is проверяет, ссылаются ли две переменные на один и тот же объект. По сути a is b эквивалентно id(a) == id(b):

a = [1, 2]
b = a
print(a is b)       # True
print(id(a) == id(b))  # True

c = [1, 2]
print(a is c)       # False
print(a == c)       # True, значения совпадают

Важно использовать is и id() только тогда, когда нужно проверить тождественность объектов, а не равенство значений.

Отладка и практическое применение

id() полезна при отладке для выяснения, создаёт ли код новые объекты или работает с уже существующими ссылками:

• Проверка, изменится ли объект в ходе функции или будет создан новый экземпляр
• Определение, когда копирование данных происходит неявно
• Диагностика проблем, связанных с побочными эффектами и общим состоянием

Пример диагностики:

def modify(lst):
    print("id входного списка", id(lst))
    lst.append(4)
    print("id после изменения", id(lst))

nums = [1, 2, 3]
print("id до вызова", id(nums))
modify(nums)

В большинстве случаев id останется прежним, что подтверждает изменение объекта на месте.

Особенности и ограничения

• id() даёт уникальный идентификатор только в рамках одного процесса Python, число не переносимо между разными запусками интерпретатора
• В разных реализациях Python (PyPy, Jython) семантика id может отличаться от адреса в памяти
• Не стоит использовать id() как ключ постоянного хеширования или для логики, зависящей от стабильного адреса во времени

Частые ошибки

• Использование is для проверки равенства значений вместо проверки тождественности объектов
• Делать выводы о расположении данных в памяти, основываясь только на значениях id в разных запусках
• Полагаться на совпадение id для неизменяемых объектов без учета интернирования

Заключение

Функция id() — инструмент для понимания ссылочной модели Python и диагностирования поведения объектов в памяти. Она помогает отличить тождественность объектов от равенства по значению и понять, когда операции создают новые объекты, а когда изменяют существующие.

Для системного изучения внутренних механизмов объектов, изменяемости и модели памяти рекомендую пройти курс Основы Python. В первых 3 модулях уже доступно бесплатное содержание — начните погружаться в мир Python прямо сегодня.