Python 為什么要在 18 年前引入布爾類型？且與 C、C++ 和 Java 都不同？
本篇文章是我剛翻譯的 PEP-285，作者是 Python 之父 Guido van Rossum。這個(gè) PEP 意義非常重大，Python 的 bool 類型就是從它開始引入的，而我在上篇文章中分析到的很多問題，都能在這篇十幾年前的文檔中找到解釋！另外它還回應(yīng)了比較典型的一些爭議，值得大家了解下。
PEP原文 ： https://www.python.org/dev/peps/pep-0285
PEP標(biāo)題： PEP 285 -- Adding a bool type
PEP作者：Guido van Rossum
創(chuàng)建日期：2002-03-08
合入版本：2.3
譯者： 豌豆花下貓@Python貓公眾號(hào)
PEP翻譯計(jì)劃： https://github.com/chinesehuazhou/peps-cn
概要
本 PEP 提議引入一個(gè)新的內(nèi)置類型 bool ，它將包含兩個(gè)常量 False 和 True 。這個(gè) bool 類型是 int 類型的直接子類型（在 C 中），并且在除了 repr() 和 str() 之外的大多數(shù)方面，它的值 False 和 True 都將表現(xiàn)得像是 0 和 1（例如，F(xiàn)alse == 0 和 True == 1 都為真）。
所有在概念上需返回布爾結(jié)果的內(nèi)置操作，都將更改為返回 False 或 True，而不再是 0 或 1，例如，比較操作、“not”運(yùn)算和 isinstance() 之類的斷言方法。
評(píng)審
我已經(jīng)收集了太多太多的反饋意見，因此我宣布：評(píng)審階段（review period）正式 結(jié)束。 我今天吃的是中國菜，我的簽語餅上寫著：“Strong and bitter words indicate a weak cause.” 它使我想起了一些反對(duì)本 PEP 的帖子... :-)
（譯注：1、簽語餅即 fortune cookies，這是一種美國文化特色。美國的中餐館在結(jié)賬的時(shí)候流行給客人一些寫了簽語的餅干，一般都是祝福語。2、那句簽語出自維克多·雨果，意為：理虧者言辭激烈）
無論如何，這些是我的 BDFL 聲明。（執(zhí)行摘要（Executive summary）：我不會(huì)更改任何內(nèi)容；所有其它提議都會(huì)被拒絕。）
1、本 PEP 應(yīng)該被接受嗎？
=>是的。
有很多反對(duì)本 PEP 的觀點(diǎn)。其中多數(shù)是出于誤解。我已嘗試在下面的 PEP 正文中澄清一些最常見的誤解。對(duì)我而言唯一值得考慮的問題是新手們傾向于寫“ if x == True”，但“if x”就足夠了。下面也有更多關(guān)于它的信息。我認(rèn)為這不足以拒絕本 PEP。
2、 str(True) 應(yīng)該返回“True”還是“1”？“1”可能會(huì)減少向后兼容性問題，但看起來很奇怪。（ repr(True) 將始終返回“True”。）
=>“True”。
幾乎所有評(píng)審人都同意這一點(diǎn)。
3、常量應(yīng)該被命名為“True”和“False”（類似于 None）還是“true”和“false”（像 C++、Java 和 C99 那樣）？
=>True 和 False。
大多數(shù)評(píng)審人都認(rèn)為 Python 內(nèi)的一致性要比跟其它語言的一致性更為重要。
4、是否應(yīng)該通過適當(dāng)?shù)母婢瘉硐龑?duì)布爾值的非布爾運(yùn)算，以便例如 True + 1 最終（在 Python 3000 中）變?yōu)榉欠ǖ模?/h4>
=>不該
有一小部分觀點(diǎn)響亮的人，希望看到“教科書式”的布爾類型，即完全不支持算術(shù)運(yùn)算，但大多數(shù)評(píng)審人都同意我，認(rèn)為布爾類型應(yīng)該支持算術(shù)運(yùn)算。
5、 operator.truth(x) 應(yīng)該返回 int 還是 bool？
=>bool。
Tim Peters 認(rèn)為應(yīng)該返回一個(gè)整數(shù)，但是幾乎所有其他評(píng)審人都認(rèn)為應(yīng)該返回一個(gè)布爾值。我的理由：operator.truth() 意味著強(qiáng)制其參數(shù)使用布爾類型上下文（它調(diào)用 C API PyObject_IsTrue() ）。無論結(jié)果是 int 還是 bool，都是次要的；如果有 bool，則沒有理由不使用它。（在本 PEP 下，operator.truth() 成為了 bool() 的別名；這也可以。）
6、bool 應(yīng)該繼承自 int 嗎？
=>是的。
在理想的情況下，bool 最好是實(shí)現(xiàn)為一種單獨(dú)的整數(shù)類型，且支持執(zhí)行混合的算術(shù)操作。但是，從 int 繼承出 bool 將極大地簡化實(shí)現(xiàn)（部分原因是，所有調(diào)用 PyInt_Check() 的 C 代碼都可兼容——它對(duì)于 int 的子類會(huì)返回 true）。
另外，我認(rèn)為這符合可替換性（substitutability）概念：代碼中需要 int 時(shí)，可以喂入 bool，它等同于 0 或 1。代碼中需要 bool 時(shí)，若賦予 int，則可能不符合預(yù)期；例如，3&4 計(jì)算為 0，但是當(dāng) 3 和 4 被視為真值時(shí)，卻都為真。
7、是否應(yīng)該改變“bool”的叫法？
=>不。
一些評(píng)審人主張使用 boolean 而不是 bool，因?yàn)檫@樣更容易理解（新手可能聽說過布爾代數(shù)（Boolean algebra），但可能對(duì) bool 無感），或者因?yàn)樗麄冇憛捒s寫。
我的觀點(diǎn)：Python 明智地運(yùn)用縮寫（例如'def'、'int'、'dict'），我不認(rèn)為這會(huì)造成理解的負(fù)擔(dān)。對(duì)于新手來說，無論它被叫作 waffle 還是 bool 都沒關(guān)系；這只是一個(gè)新詞，他們很快就能掌握它的含義。
（譯注：waffle，我們一般熟知的意思是“華夫餅干”，但它還有個(gè)意思是“無意義的、無關(guān)緊要的、胡亂的話”）
一位評(píng)審人認(rèn)為可以叫“truth”。我覺得這個(gè)叫法沒有吸引力，實(shí)際上更傾向于保留該術(shù)語（在文檔中），以指代在 Python 中已經(jīng)存在的具體的真值概念。例如：“當(dāng)將一個(gè)容器解釋為一個(gè) truth 值時(shí)，空容器會(huì)被視為假，而非空容器則被視為真”。
8、將來是否應(yīng)該要求布爾運(yùn)算符（例如“if”、“and”和“not”）使用一個(gè)布爾值作為參數(shù)，例如令“if []:”變?yōu)榉欠ǖ模蟊仨殞懗?ldquo; if bool([]):” ？？？
=>不！??！
有些人認(rèn)為，這就是一門有教科書式布爾類型的語言應(yīng)該的做法。因?yàn)樗惶崞鹆?，所以其他人?dān)心我可能會(huì)同意這一做法。
我來明確闡述對(duì)此的立場：這不是本 PEP 的動(dòng)機(jī)，我也無意進(jìn)行更改。（另請(qǐng)參見下面的“澄清”部分。）
基本原理
大多數(shù)語言最終都會(huì)發(fā)展出一個(gè)布爾類型，甚至 C99（新的改進(jìn)版 C 標(biāo)準(zhǔn)，尚未廣泛采用）也有一個(gè)。 （譯注：C99 標(biāo)準(zhǔn)誕生于 1999 年，本 PEP 寫于 2002 年，時(shí)過境遷，如今 C99 標(biāo)準(zhǔn)基本上已是落伍的了）
許多程序員都覺得需要一種布爾類型，大多數(shù) Python 文檔因缺少布爾類型而含有歉意。我看過很多模塊，它們?cè)陧敳慷x了常量“False = 0”和“True = 1”（或類似的常量），并使用它們。
問題是每個(gè)人的做法都不一樣。例如，你應(yīng)該使用“FALSE”、“false”、“False”、“F”還是“f”呢？另外，假值應(yīng)該為 0 或 None，或是一個(gè)其它的布爾類型打印出“true”或“false”呢？在語言中添加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的布爾類型可以解決這些問題。
一些外部庫（例如數(shù)據(jù)庫和 RPC 相關(guān)的包）需要能夠區(qū)分布爾值和整數(shù)值，盡管通?？梢灾贫ǔ鼋鉀Q方案，但如果語言本身提供了標(biāo)準(zhǔn)的布爾類型，則會(huì)更容易。這也適用于 Jython：某些 Java 類具有分別用于 int 和 boolean 參數(shù)的重載方法或構(gòu)造函數(shù)。布爾類型可用于選擇布爾變量。（顯然，某些 COM 接口也是如此。）
標(biāo)準(zhǔn)的布爾類型（bool type）也可以作為強(qiáng)制將值解釋為布爾值（Boolean）的方法，該方法可用于標(biāo)準(zhǔn)化布爾值。當(dāng)一個(gè)布爾值需要?dú)w一化為兩個(gè)值之一時(shí)，bool(x) 比“not not x”更清晰，也比這種寫法更簡潔：
- if x:
- return 1
- else:
- return 0
這是從傳授 Python 中得出的一些經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)向人們?cè)诮换ナ浇K端中展示比較運(yùn)算符時(shí)，我認(rèn)為這有點(diǎn)難看：
- >>> a = 13
- >>> b = 12
- >>> a > b
- 1
- >>>
如果是這樣的話：
- >>> a > b
- True
- >>>
每次會(huì)少花一毫秒的時(shí)間思考打印出的 0 或 1。
還有一個(gè)問題（它甚至困擾了曾經(jīng)經(jīng)驗(yàn)豐富但遠(yuǎn)離了 Python 一段時(shí)間的人）：
- >>> cmp(a, b)
- 1
- >>> cmp(a, a)
- 0
- >>>
你可能會(huì)傾向于認(rèn)為 cmp() 也返回一個(gè)布爾值，但實(shí)際上它可以返回三個(gè)不同的值（-1、0、1）。如果整數(shù)沒有（通常）被用于表示布爾值結(jié)果，則這可以更加明顯地表達(dá)出其它的含義。（譯注：即只用 True/False 表示布爾值，則整數(shù)表達(dá)其它含義時(shí)就不會(huì)有歧義）
規(guī)范
以下 Python 代碼詳細(xì)列舉了新類型的大多數(shù)屬性：
- class bool(int):
- def __new__(cls, val=0):
- # This constructor always returns an existing instance
- if val:
- return True
- else:
- return False
- def __repr__(self):
- if self:
- return "True"
- else:
- return "False"
- __str__ = __repr__
- def __and__(self, other):
- if isinstance(other, bool):
- return bool(int(self) & int(other))
- else:
- return int.__and__(self, other)
- __rand__ = __and__
- def __or__(self, other):
- if isinstance(other, bool):
- return bool(int(self) | int(other))
- else:
- return int.__or__(self, other)
- __ror__ = __or__
- def __xor__(self, other):
- if isinstance(other, bool):
- return bool(int(self) ^ int(other))
- else:
- return int.__xor__(self, other)
- __rxor__ = __xor__
- # Bootstrap truth values through sheer willpower
- False = int.__new__(bool, 0)
- True = int.__new__(bool, 1)
False 和 True 將是單例的（singletons），像 None 一樣。因?yàn)檫@種類型有兩個(gè)值，也許應(yīng)該將它們稱為“doubletons”？實(shí)際的實(shí)現(xiàn)將不允許創(chuàng)建 bool 的其它實(shí)例。
True 與 False 會(huì)被正確地序列化和打包，例如 pickle.loads(pickle.dumps(True)) 將返回 True， 而marshal.loads(marshal.dumps(True)) 也一樣。
所有在定義上需返回布爾結(jié)果的內(nèi)置操作，都將更改為返回 False 或 True，而不再是 0 或 1。
具體而言，這會(huì)影響比較操作（<、<=、==、!=、>、>=、is、is not、in、not in），一元運(yùn)算符'not'，內(nèi)置函數(shù) callable()、hasattr()、isinstance() 和issubclass() ，字典方法 has_key() ，字符串和 unicode 方法 endswith()、isalnum()、isalpha()、isdigit()、islower()、isspace()、istitle()、isupper() 和startswith()，unicode方法 isdecimal() 和 isnumeric()，以及文件對(duì)象的“closed”屬性。operator 模塊中的斷言方法也被改為返回布爾值，包括operator.truth()。
由于 bool 繼承自 int，因此 True + 1有效且等于 2，依此類推。這對(duì)于向后兼容性很重要：因?yàn)楸容^之類的操作當(dāng)前返回整數(shù)值，所以無法確定現(xiàn)有應(yīng)用程序怎么使用這些值。
預(yù)計(jì)隨著時(shí)間的推移，標(biāo)準(zhǔn)庫將在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候更新為使用 False 和 True （但在以前允許使用 int 的場合，則不需要使用 bool 參數(shù)類型）。此更改不應(yīng)引起在本 PEP 中未詳細(xì)說明的其它問題。
C API
“boolobject.h”頭文件為布爾類型定義了 C API。它包含在“Python.h”中，因此不需要再 include 它。
現(xiàn)有的名稱 Py_False 和 Py_True 引用獨(dú)一無二的布爾對(duì)象 False 和 True （之前，它們分別引用了值為 0 和 1 的靜態(tài)整數(shù)對(duì)象，是眾多整數(shù)之一）。
一個(gè)新的 API，即 PyObject *PyBool_FromLong(long) ，會(huì)接收一個(gè) C 長整型參數(shù)，并返回對(duì) Py_False （當(dāng)參數(shù)為零時(shí)）或 Py_True （當(dāng)非零時(shí)）的新引用。
要檢查對(duì)象是否為布爾對(duì)象，可以使用宏 PyBool_Check()。
布爾實(shí)例的類型是 PyBoolObject *。
布爾類型對(duì)象可作為 PyBool_Type 使用。
澄清
本 PEP 沒有改變一個(gè)事實(shí)，即幾乎所有類型的對(duì)象都可以用作真假值。例如，在 if 語句中使用時(shí)，一個(gè)空列表為 false，一個(gè)非空列表為 true；這不會(huì)改變，而且也不打算改變。
唯一改變的是在返回或賦值時(shí)，用于表示真假值的首選值。以前，這些首選的真假值是 1 和 0；本 PEP 將首選值更改為 True 和 False，并修改內(nèi)置操作以返回這些首選值。
兼容性
因?yàn)橐蚝蠹嫒?，所以布爾類型擁有一些不?yán)格的屬性。例如，允許使用布爾參數(shù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，即將 False 視為 0，將 True 視為 1。而且，可以將 bool 用作序列對(duì)象的索引。
我不認(rèn)為這是一個(gè)問題，也不希望朝這個(gè)方向發(fā)展語言。我認(rèn)為，對(duì)“布爾性（Booleanness）”的更嚴(yán)格的解釋不會(huì)使語言更清晰。
兼容性要求的另一個(gè)結(jié)果是表達(dá)式“True and 6”的值為 6，類似地，表達(dá)式“ False or None”的值為 None。
“and”和“or”運(yùn)算符被設(shè)計(jì)來返回第一個(gè)決定了結(jié)果的參數(shù)，這點(diǎn)不會(huì)改變；特別地，它們不強(qiáng)制要求結(jié)果為布爾類型。當(dāng)然，如果兩個(gè)參數(shù)都是布爾值，那么結(jié)果肯定是一個(gè)布爾值。通過寫“bool(x and y)”，也可以很容易地將其強(qiáng)制轉(zhuǎn)成布爾類型。
解決了的問題
（另請(qǐng)參見上面的“評(píng)審”部分。）
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由于 bool 值的 repr() 或 str() 與 int 值不同，因此某些代碼（例如，基于doctest 的單元測試，以及可能依賴于 “%s”%truth 的數(shù)據(jù)庫代碼）可能會(huì)出錯(cuò)。解決這個(gè)問題很容易（無需顯式引用 bool 類型），并且預(yù)計(jì)這只會(huì)影響非常少量的可以輕松修復(fù)的代碼。
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其它語言（C99、C ++、Java）均以小寫形式命名常量“false”和“true”。對(duì)于Python，我更喜歡遵照現(xiàn)有內(nèi)置常量的慣例，這些內(nèi)置常量全部使用駝峰式命名：None 、Ellipsis、NotImplemented （以及所有的內(nèi)置異常）。Python 內(nèi)置的命名空間全部用小寫字母表示函數(shù)和類型。
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前面提到過，為了滿足用戶的期望，對(duì)于在布爾上下文中被認(rèn)為是真的每個(gè) x，
x == True表達(dá)式都應(yīng)該為真，同樣，如果 x 被認(rèn)為是假，則x == False也應(yīng)該為真。那些剛了解布爾變量的新手可能會(huì)寫：
而不是正確的形式：
- if x == True: ...
許多人乍一看會(huì)對(duì)后一種形式感到不舒服，這在心理和語言上似乎有很強(qiáng)的理由，但是我認(rèn)為解決辦法應(yīng)該是教育而不是削弱語言。
- if x: ...
畢竟，== 通常被視為傳遞符號(hào)，這意味著根據(jù) a == b 和 b == c，可以推論出 a == c。但是，如果在一個(gè)數(shù)是真值的情況下，它與 True 進(jìn)行比較的結(jié)果是相等的，則像 6 == True == 7 這樣的暴行將成立，從而可以推斷出錯(cuò)誤的 6 == 7。那是不可接受的。（此外，它會(huì)破壞向后兼容性。但是，即使它不破壞，出于前面的原因，我仍然反對(duì)。）
還應(yīng)該提醒新手，沒有理由寫：
因?yàn)椴紶栔惦[含在“if”中。在這里，顯式并 不 比隱式好，因?yàn)樘砑拥脑~法會(huì)損害可重用性，并且限制了解釋器的解釋行為。 （譯注：”The Zen of Python“中認(rèn)為”顯式比隱式好“，但在這里，Guido 認(rèn)為隱式更好，所以他在原文檔中加粗了”not“）
- if bool(x): ...
但是，有時(shí)候有理由寫成：
當(dāng)不需要保留對(duì)任意 x 對(duì)象的引用時(shí)，或者由于某些其它原因需要規(guī)范化時(shí)，這很有用。有時(shí)候這樣寫也很合適：
- b = bool(x)
它將布爾值轉(zhuǎn)換為整數(shù)的 0 或 1。傳達(dá)了將該值用作 int 的意圖。
- i = int(bool(x))
實(shí)現(xiàn)
完整的 C 實(shí)現(xiàn)代碼已上傳到 SourceForge 補(bǔ)丁管理器：https://bugs.python.org/issue528022
它將很快被合入到 python 2.3a0 的 CVS 中。
版權(quán)
本文檔已進(jìn)入公共領(lǐng)域。
源文檔： https://github.com/python/peps/blob/master/pep-0285.txt
更多的 PEP 中文翻譯內(nèi)容，可在 Github 查閱：https://github.com/chinesehuazhou/peps-cn
