Weak references в Python: что выведет код?

@python_quiz

Разберем этот квиз

Короткий фрагмент кода:

Что здесь происходит и почему вывод будет именно таким.

Краткое объяснение поведения

weakref.ref создаёт «слабую» ссылку на объект — она не увеличивает счётчик ссылок (reference count).
В CPython объекты управляются подсчётом ссылок: когда счётчик ссылок объекта становится нулём, объект немедленно освобождается (в обычных условиях).
После del obj мы удаляем последнюю сильную (именованную) ссылку на экземпляр A. Поскольку слабая ссылка не удерживает объект, объект будет уничтожен, и вызов ref() вернёт None.

Поэтому вывод программы (в CPython) будет:

Первый print: ref() возвращает сам объект, и проверка идентичности is obj даёт True. Второй print: после удаления obj и разрушения объекта ref() возвращает None, и проверка ref() is None даёт True.

Разбор вариантов (почему другие ответы неверны)

"True, затем True" — соответствует поведению CPython в этом простом случае.
"True, затем False" — означало бы, что объект остался жив после удаления имени obj, что возможно только если существует ещё какая-то сильная ссылка (например, другая переменная указывала на тот же объект) или если сборщик не удалил объект немедленно (см. ниже про разные реализации).
"False, затем True" — означало бы, что сразу после создания слабой ссылки ref() уже не возвращает объект, что неверно: пока есть сильная ссылка, ref() возвращает объект.
"False, затем False" — сочетание, которое не соответствует семантике слабых ссылок и поведению CPython в обычной ситуации.

Важные нюансы и исключения

Поведение, описанное выше, характерно для CPython из‑за немедленного освобождения объектов при достижении нулевого счётчика ссылок. В других реализациях Python (PyPy, Jython, IronPython) сборка мусора может быть не детерминированной — объект может быть собран позже, поэтому результат после del obj может быть не предсказуемым без принудительного запуска сборщика.
Если на объект есть другие сильные ссылки (например, список или кортеж, содержащие ссылку), удаление имени obj не освободит объект, и ref() продолжит возвращать объект.
Если у класса A реализован метод __del__ или объект участвует в циклических ссылках, момент удаления может отличаться: сборщик мусора может отложить освобождение, пока разрулит финализацию или циклы.
Не все объекты поддерживают слабые ссылки (например, встроенные неизменяемые типы, такие как int или tuple, обычно не поддерживают weakref без явного допуска).

Демонстрация с явным запуском сборщика

Чтобы показать поведение, можно вызвать сборщик вручную (gc.collect) — это полезно в реализациях с отложенной сборкой:

В CPython gc.collect() обычно не нужен — объект уничтожается при del, но вызов полезен для демонстрации в других реализациях.

Выводы

weakref.ref создаёт слабую ссылку: сама по себе она не удерживает объект живым.
В CPython удаление последней сильной ссылки приводит к немедленному освобождению объекта, поэтому ref() возвращает None.
При переносе кода между реализациями Python учитывайте недетерминированность сборки мусора и возможные отличия в моменте уничтожения объектов.