为什么 '() is ()' 返回 True ，而 '[] is []' 和 '{} is {}' 返回 False？

在Python中，每次使用 tuple() 或 () 时，Python内部会创建一个包含空元组的 C 列表。Python会返回存在于该 C 列表中的现有对象，而不是创建一个新的对象。这种机制对于 dict 或 list 对象是不存在的，相反，它们每次都会从头开始重新创建。

这很可能与不可变对象（如元组）无法更改的事实有关，并且因此在执行过程中保证不会更改。这在考虑到 frozenset() is frozenset() 返回 True 的情况下更加明显；与 () 一样，空的 frozenset 在 CPython 实现中被认为是单例的。对于可变对象，这种保证并不存在，因此没有动态地缓存它们的零元素实例（即使它们的内容保持不变，标识仍然相同）。

需要注意的是，不应该依赖于这一点，也就是说，不应该将空元组视为单例。文档中没有明确给出这样的保证，因此应该假设它是与实现相关的。

在大多数情况下，CPython 的实现编译时使用两个宏 PyTuple_MAXFREELIST 和 PyTuple_MAXSAVESIZE 设置为正整数。这些宏的正值会导致创建一个大小为 PyTuple_MAXSAVESIZE 的 tuple 对象数组。

当调用 PyTuple_New 时，如果参数 size == 0，则会确保在列表中添加一个新的空元组（如果不存在）：

if (size == 0) {
    free_list[0] = op;
    ++numfree[0];
    Py_INCREF(op);          /* extra INCREF so that this is never freed */
}

然后，如果请求一个新的空元组，将返回位于该列表第一个位置的元组，而不是返回一个新实例：

if (size == 0 && free_list[0]) {
    op = free_list[0];
    Py_INCREF(op);
    /* rest snipped for brevity.. */
}

造成这一做法的另一个原因是函数调用会构造一个元组，用于保存要使用的位置参数。这可以在 ceval.c 文件中的 load_args 函数中看到：

static PyObject *
load_args(PyObject ***pp_stack, int na)
{
    PyObject *args = PyTuple_New(na);
    /* rest snipped for brevity.. */
}

该函数通过同一文件中的 do_call 调用。如果参数个数 na 为零，则会返回一个空元组。从本质上讲，这可能是一个频繁执行的操作，因此不需要每次都重新构造一个空元组。

更多阅读：

- 有关整数的另一个深入解析可以在此处找到。

- 有关字符串的一些答案可以在这里、这里和这里找到。

可以说这种行为不符合文档中的标准吗？因此是一个错误吗？

这绝对不被认为是一个错误；我的建议是不要依赖于此，因为在 Python 参考手册中没有关于它们是单例的参考。值得注意的单例对象（如 None、Ellipsis 等）都有明确的说明，而 () 或 frozenset() 则没有，因此可以安全地假设它们被视为实现细节，不应依赖于它们。

主要的问题是，由于元组是不可变的，从 Python 代码的角度来看，一个新的空元组与一个被回收的空元组在实际用途上是无法区分的。如果将空元组错误地用作标记对象，例如为了提供默认行为，则可能会编写出错误的代码，因此将“不用作标记”的空元组误认为是标记对象。应该使用适当的标记对象。

例如，pypy 实现是不同的。() is () 仍然返回 True，但 () is tuple() 或 tuple() is tuple() 返回 False。在 jython 中，所有三种形式都返回 False。

非常有趣，特别是 PyPy 的情况。这只是表明不同的实现根据其需求来实现不同的方式。很好的评论。