理解列表的内存分配

Question

>>> import sys
>>> sys.getsizeof([])
32
>>> sys.getsizeof([1])
36
>>> sys.getsizeof('')
25
>>> sys.getsizeof('a')
26
>>> sys.getsizeof('cam')
28

我对引用和紧凑数组有一个模糊的概念。

在Python中，列表是引用数组，因此它们使用更多的内存来存储引用元素的内存位置。

我只能从上面的例子中推断，列表中的整数占用额外的4个字节(32+4)。字符串是字符数组，一个unicode字符应该占用2位。

为什么空字符串占用25个字节？

为什么空列表占用32个字节？

Answer 1

我只能从上面的例子中推断，列表中的整数占用额外的4个字节(32+4)。

不你想错了。

getsizeof不是递归的。特别是，列表的大小只是列表“头”的大小加上对其成员的引用数组。(在通常的CPython实现中，这些引用是PyObject *指针)，这与列表中有什么样的对象没有关系，只有多少对象。

(同时，请记住，列表的结尾通常是松弛的。)因此，一个包含3个元素的列表可能实际上有一个由4个引用组成的数组，最后一个是空指针)。

同时，数字1本身可能不会占用任何存储空间。大多数Python实现都是小整数，因此有一个内置在Python中的1对象，不管您创建了多少个对数字1的引用，它们都只是对同一个对象的引用；您永远不会再创建另外4个字节。

为什么空字符串占用25个字节？

一个字符串类似于一个列表，一个字符串“头”，加上一个数组--只是一个字符数组，而不是对对象的引用。因为它们是不可变的，所以不需要松弛，这使得预测大小变得更容易。如果系统上的空字符串为25字节，这意味着字符串头为25字节，因此'abc'为28字节，'abcde'为30，依此类推。(这里假设的是Python2.x或Python3.2；如果使用3.0-3.2，则每个字符实际上是2或4个字节。虽然Python中的字符串实际上要复杂一些；如果您真的想知道，请阅读源代码。)

为什么空列表占用32个字节？

因为这就是列表标题的大小。

如果要查看这些头文件中的实际内容，则需要查看实现的源代码。假设您使用的是CPython，您可以找到它这里。(这指向最新的主干版本3.5alpha；您可以将URL中的default替换为2.7或3.3或任何您所关心的版本。)

例如，在C中，列表是PyListObject类型的。您可以搜索源，也可以猜测listobject.h可能是定义PyUnicodeObject的文件。那里，您将看到定义类型的C结构。总结成员时，有一个包含所有类型所需信息的通用标头(如refcount)、指向实际数组的指针和分配的计数。

Answer 2

读文档

getsizeof()调用对象的__sizeof__方法，如果该对象由垃圾收集器管理，将增加一个额外的垃圾回收器开销。

(重点是我的)

Answer 3

一个unicode字符应该占用2位。为什么空字符串占用25位？

因为Python字符串(字节或unicode)是一个对象，而不是unicode字符。

>>> s = "a"
>>> type(s)
<type 'str'>
>>> dir(s)
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__getslice__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '_formatter_field_name_split', '_formatter_parser', 'capitalize', 'center', 'count', 'decode', 'encode', 'endswith', 'expandtabs', 'find', 'format', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isdigit', 'islower', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'partition', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill']
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