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    详解python的内存分配机制

    作者:Farhad Malik 时间:2021-06-09 17:46

    开始

    作为一个实例,让我们创建四个变量并为其赋值:

    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。

    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。

    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:

    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。

    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:

    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:

    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?

    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:

    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
    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
    js
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