Sim, este comportamento é o esperado do Python justamente pela forma como ele analisará a expressão, mas tal comportamento não tem relação alguma com a ordem de precedência dos operadores.
O que ocorre é que no Python existe um açúcar sintático para expressões booleanas quando utilizados dois operadores como no problema citado. A expressão real analisada pelo Python será, na verdade, os dois operadores executados de forma independente, repetindo o operando central, unindo os resultados por uma operação lógica and
. Em outras palavras, uma expressão como A <op1> B <op2> C
, sendo A
, B
e C
os operandos e <op1>
e <op2>
os operadores, a expressão analisada será (A <op1> B) and (B <op2> C)
. Neste caso, ao fazer:
if 9 in values == False:
print("9 não pertence à lista.")
else:
print("9 pertence à lista.")
O que acontece, de fato, será:
if (9 in values) and (values == False):
print("9 não pertence à lista.")
else:
print("9 pertence à lista.")
Onde 9 in values
retorna falso e values == False
retorna falso; portanto, o resultado final será, também, falso, executando o bloco em else
.
Neste caso em especial realmente o resultado parece ser bastante estranho, mas este açúcar sintático é especialmente útil, por exemplo, para verificar se um determinado valor pertence a um intervalo:
if 0 < x < 10:
print("x está entre 0 e 10")
else:
print("x é menor que 1 ou maior que 9")
Tal código seria o equivalente a fazer:
if 0 < x and x < 10:
print("x está entre 0 e 10")
else:
print("x é menor que 1 ou maior que 9")
Ou ainda equivalente à forma tradicional:
if x > 0 and x < 10:
print("x está entre 0 e 10")
else:
print("x é menor que 1 ou maior que 9")
Esse comportamento explica o porquê da primeira forma apresentada na pergunta ser a ideal em Python (modo pythonico):
if 9 not in values:
print("9 não pertence à lista.")
else:
print("9 pertence à lista.")
TL;DR
Uma forma de verificar esse comportamento é analisar o bytecode gerado pelo CPython. Para tal, podemos utilizar a biblioteca nativa dis
. Para fins de simplificação, consideraremos uma expressão um pouco mais simples, que reproduz o mesmo comportamento do problema abordado:
a < b < c
Onde tentaremos mostrar que a expressão analisada será (a < b) and (b < c)
.
Obtemos a análise do bytecode desta expressão fazendo:
import dis
print(dis.dis("a < b < c"))
No qual o resultado será:
1 0 LOAD_NAME 0 (a)
2 LOAD_NAME 1 (b)
4 DUP_TOP
6 ROT_THREE
8 COMPARE_OP 0 (<)
10 JUMP_IF_FALSE_OR_POP 18
12 LOAD_NAME 2 (c)
14 COMPARE_OP 0 (<)
16 RETURN_VALUE
>> 18 ROT_TWO
20 POP_TOP
22 RETURN_VALUE
Na própria documentação podemos obter os detalhes de cada operação:
LOAD_NAME
coloca o valor associado ao nome a
na pilha;
LOAD_NAME
coloca o valor associado ao nome b
na pilha;
DUP_TOP
duplica a referência no topo da pilha;
ROT_THREE
sobe o segundo e terceiro valores da pilha uma posição e move o topo para a posição 3;
COMPARE_OP
executa a operação <
entre os dois valores no topo da pilha, removendo-os, e adiciona o resultado;
JUMP_IF_FALSE_OR_POP
define um desvio condicional com base no valor do topo da pilha: se o valor for falso, a execução salta para a linha indicada por >>
(item 10 desta lista), caso contrário, o valor do topo da pilha é removido e a execução continua;
LOAD_NAME
coloca o valor associado ao nome c
na pilha;
COMPARE_OP
executa a operação <
entre os dois valores no topo da pilha, removendo-os, e adiciona o resultado;
RETURN_VALUE
retorna o valor do topo da pilha;
ROT_TWO
permuta os dois valores no topo da pilha;
POP_TOP
descarta o topo da pilha;
RETURN_VALUE
retorna o valor do topo da pilha;
O salto que pode ocorrer entre os itens 6 e 10 é o que chamamos de curto-circuito de uma expressão lógica.
Analisando o bytecode do problema da pergunta
Para o caso da pergunta, vamos considerar a expressão:
9 in values == False
O bytecode gerado é praticamente idêntico ao anterior (o que mostra que a expressão anterior realmente reproduz o mesmo comportamento):
1 0 LOAD_CONST 0 (9)
2 LOAD_NAME 0 (values)
4 DUP_TOP
6 ROT_THREE
8 COMPARE_OP 6 (in)
10 JUMP_IF_FALSE_OR_POP 18
12 LOAD_CONST 1 (False)
14 COMPARE_OP 2 (==)
16 RETURN_VALUE
>> 18 ROT_TWO
20 POP_TOP
22 RETURN_VALUE
As únicas diferenças, de fato, são que para os valores 9
e False
são executadas as operações LOAD_CONST
, por serem constantes, e não mais LOAD_NAME
, referente à variáveis.
Executando, temos:
Adiciona o valor constante 9 à pilha;
| Stack
--+--------
1 | 9
--+--------
2 |
--+--------
3 |
Adiciona o valor values
à pilha;
| Stack
--+--------
1 | 9
--+--------
2 | values
--+--------
3 |
Duplica o valor do topo da pilha;
| Stack
--+--------
1 | 9
--+--------
2 | values
--+--------
3 | values
Sobe uma posição o segundo e terceiro valores, movendo o topo para a terceira posição;
| Stack
--+--------
1 | values
--+--------
2 | 9
--+--------
3 | values
Executa o operador in
entre os dois valores do topo 9 in values
, empilhando o resultado;
| Stack
--+--------
1 | values
--+--------
2 | False
--+--------
3 |
Se o topo da pilha for falso, pula a execução (pilha permanece inalterada);
Permuta os dois valores do topo da pilha;
| Stack
--+--------
1 | False
--+--------
2 | values
--+--------
3 |
Descarta o valor do topo da pilha;
| Stack
--+--------
1 | False
--+--------
2 |
--+--------
3 |
Retorna o valor do topo da pilha False
;
Assim é possível perceber claramente o motivo do else
ser executado no problema e que o segundo operador, ==
, sequer é analisado, devido ao curto-circuito que ocorre na expressão lógica.
Vale notar que, mesmo que não exista explicitamente o operador and
sendo executado, o comportamento "retorne o primeiro operando se for false, se não retorna o segundo" é o comportamento natural do operador and
, por isso que é dito que a expressão é avaliada como se existisse and
entre as expressões.
Leituras interessantes
Como funciona o operador 'in' no Python
Operações lógicas em Python 2.7