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详解python的内存分配机制

2021-10-27 09:06Farhad Malik Python

Python的内存分配机制是小白们最需要理解的概念之一。创建对象(变量、函数、对象等)后,CPython会在内存中为其分配地址。Python有一个id()函数,它可以返回对象的“身份”,也就是内存地址。它实际上是一个唯一的整数。

开始

作为一个实例,让我们创建四个变量并为其赋值:

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variable1 = 1
variable2 = "abc"
variable3 = (1,2)
variable4 = ['a',1]
 
#打印他们的ids
print('Variable1: ', id(variable1))
print('Variable2: ', id(variable2))
print('Variable3: ', id(variable3))
print('Variable4: ', id(variable4))

打印结果如下所示:

变量1:1747938368
变量2:152386423976
变量3:152382712136
变量4:152382633160

每个变量都被分配了一个新的内存地址(以整数形式表示)。第一个假设是,每当我们使用“ =”给变量赋值时,Python都会创建一个新的内存地址来存储变量。这是100%正确的吗?当然不是!

我将创建两个新变量(5和6)并使用现有变量的值给它们赋值。

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variable5 = variable1
variable6 = variable4
 
print('Variable1: ', id(variable1))
print('Variable4: ', id(variable4))
print('Variable5: ', id(variable5))
print('Variable6: ', id(variable6))

Python打印结果:

变量1:1747938368
变量4:819035469000
变量5:1747938368
变量6:819035469000

你注意到,Python并未为这两个变量创建新的内存地址吗?这次,它只是把两个新变量都指向了现有变量相同的存储位置。

现在让我们为变量1设置一个新值。注意:整数是不可变数据类型。

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print('Variable1: ', id(variable1))
variable1 = 2
print('Variable1: ', id(variable1))

这将打印:

Variable1: 1747938368
Variable1: 1747938400

这意味着每当我们使用=并将新值给现有变量赋值时,就会在内部创建一个新的内存地址来存储该变量。让我们看看它是否成立!

当值是可变数据类型时会发生什么?variable6是一个列表,让我们在列表结尾append一个值并打印其内存地址:

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print'Variable6:'id(variable6))
variable6.append('new'
print'Variable6:'id(variable6))

请注意,变量的内存地址保持不变,因为它是可变数据类型,我们仅更新了其元素。

Variable6:678181106888
Variable6:678181106888

让我们创建一个函数并将一个变量传递给它。如果我们在函数内部设置变量的值,它会发生什么?让我们评估一下。

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def update_variable(variable_to_update):
    print(id(variable_to_update))
update_variable(variable6)
print('Variable6: ', id(variable6))

请注意,variable_to_update的ID指向变量6的ID。

这意味着如果我们在函数中更新variable_to_update且variable_to_update是可变数据类型,那么variable6的值将更新。我们看一个具体例子:

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variable6 = ['new']
print('Variable6: ', variable6)
 
def update_variable(variable_to_update):
    variable_to_update.append('inside')
update_variable(variable6)
print('Variable6: ', variable6)

这将打印:

Variable6:['new']
Variable6:['new','inside']

它向我们展示了如何在函数中的更新一个可变的变量,你可以看到函数类和函数外的可变变量都具有相同的ID。

如果我们在函数内给变量赋一个新值(而不是更新),无论它是不可变的还是可变的数据类型,那么一旦退出函数,更改将丢失:

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print('Variable6: ', variable6)
 
def update_variable(variable_to_update):
    print(id(variable_to_update))
    variable_to_update = ['inside']
update_variable(variable6)
print('Variable6: ', variable6)

Variable6:['new']
344115201992
Variable6:['new']

现在是一个有趣的场景:Python并不总是为所有新变量创建一个新的内存地址。

最后,如果我们为两个不同的变量分配一个字符串值,例如“ a”,该怎么办?它会创建两个内存地址吗?

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variable_nine ="a"
variable_ten ="a"
print'Variable9:'id(variable_nine))
print'Variable10:'id(variable_ten))

注意,这两个变量具有相同的内存位置:

Variable9:792473698064
Variable10:792473698064

如果我们创建两个不同的变量并为其分配一个长字符串值,该怎么办:

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variable_nine = "a" * 21
variable_ten = "a" * 21
print('Variable9: ', id(variable_nine))
print('Variable10: ', id(variable_ten))

这次Python为两个变量创建了两个不同内存位置:

Variable9:541949933872
Variable10:541949933944

为什么? 这是因为Python启动时会创建一个内部值缓存,这样做是为了提供更快的结果。Python会为少量整数(如-5到256之间)和较小的字符串值分配了少量的内存地址。这就是我们示例中的短字符串都具有相同ID的原因,而长字符串的ID则不同。

== vs是

有时我们想检查两个对象是否相等。

  • 如果我们使用==,它将检查两个参数是否包含相同的数据
  • 如果我们使用is,那么Python将检查两个对象是否引用相同的对象,此时两个对象的id必须相同
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var1 = "a" * 30
var2 = "a" * 30
print'var1:'id(var1))#318966315648
print'var2:'id(var2))#168966317364
 
print'==:', var1 == var2)#返回True
print'is:',var1 is var2)#返回False

以上就是详解python的内存分配机制的详细内容,更多关于python 内存分配机制的资料请关注服务器之家其它相关文章!

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/60KKB0ardokPIePAUPFKzg

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