Python 列表内存浅析

Python08

Python 列表内存浅析,第1张

序列是Python中最基本的数据结构。序列是一种数据存储方式,用来存储一系列的数据。

内存中,序列就是一块用来存放多个值的连续的内存空间。比如一个整数序列[10,20,30,40]

序列中的每个元素都分配一个数字 - 它的位置,或索引。第一个索引是0,第二个索引是1,依此类推。

列表:用于存储任意数目、任意类型的数据集合。

列表是内置可变序列,是包含多个元素的有序连续的内存空间。列表定义的标准语法格式:

其中,10,20,30,40 这些称为:列表a的元素。

列表中的元素可以各不相同,可以是任意类型。比如:a = [10,20,"abc",True,[]]

当列表增加元素时,列表会自动进行内存管理,减少了程序员的负担。但是列表元素大量移动,效率低所以一般建议在尾部添加。

本地电脑运行结果:

列表是可变数据类型,地址不变,值可变。因此,添加新的值之后,地址也是不变的。

解析:在索引2处要引用50这个元素

申请了8个内存空间但是list实际用来存储元素只使用了其中5个内存空间

insert的时间复杂度是O(n)

pop () 方法 删除并返回指定位置的元素,如果未指定位置则默认操作

pop () 方法 删除并返回指定位置的元素,如果未指定位置则默认操作

结果运行:

字符串驻留机制在许多面向对象编程语言中都支持,比如Java、python、Ruby、PHP等,它是一种数据缓存机制,对不可变数据类型使用同一个内存地址,有效的节省了空间,本文主要介绍Python的内存驻留机制。

字符串驻留就是每个字符串只有一个副本,多个对象共享该副本,驻留只针对不可变数据类型,比如字符串,布尔值,数字等。在这些固定数据类型处理中,使用驻留可以有效节省时间和空间,当然在驻留池中创建或者插入新的内容会消耗一定的时间。

下面举例介绍python中的驻留机制。

在Python对象及内存管理机制一文中介绍了python的参数传递以及以及内存管理机制,来看下面一段代码:

知道结果是什么吗?下面是执行结果:

l1和l2内容相同,却指向了不同的内存地址,l2和l3之间使用等号赋值,所以指向了同一个对象。因为列表是可变对象,每创建一个列表,都会重新分配内存,列表对象是没有“内存驻留”机制的。下面来看不可变数据类型的驻留机制。

Jupyter或者控制台交互环境 中执行下面代码:

执行结果:

可以发现a1和b1指向了不同的地址,a2和b2指向了相同的地址,这是为什么呢?

因为启动时,Python 将一个 -5~256 之间整数列表预加载(缓存)到内存中,我们在这个范围内创建一个整数对象时,python会自动引用缓存的对象,不会创建新的整数对象。

浮点型不支持:

如果上面的代码在非交互环境,也就是将代码作为python脚本运行的结果是什么呢?(运行环境为python3.7)

全为True,没有明确的限定临界值,都进行了驻留操作。这是因为使用不同的环境时,代码的优化方式不同。

Jupyter或者控制台交互环境 中:

满足标识符命名规范的字符:

结果:

乘法获取字符串(运行环境为python3.7)

结果:

在非交互环境中:

注意: 字符串是在编译时进行驻留 ,也就是说,如果字符串的值不能在编译时进行计算,将不会驻留。比如下面的例子:

在交互环境执行结果如下:

都指向不同的内存。

python 3.7 非交互环境执行结果:

发现d和e指向不同的内存,因为d和e不是在编译时计算的,而是在运行时计算的。前面的 a = 'aa'*50 是在编译时计算的。

除了上面介绍的python默认的驻留外,可以使用sys模块中的intern()函数来指定驻留内容

结果:

使用intern()后,都指向了相同的地址。

本文主要介绍了python的内存驻留,内存驻留是python优化的一种策略,注意不同运行环境下优化策略不一样,不同的python版本也不相同。注意字符串是在编译时进行驻留。

--THE END--