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內存中的Python:Python引用計數指南

時間:2020-05-31來源:www.farandoo.com作者:電腦系統城

本文將會為你介紹Python引用計數,演示中使用可變列表對象,不過本文不介紹C語言實現細節。

需要注意的是,代碼段的輸出在硬件上可能有所不同。

變量是內存引用

Python中的變量是內存引用。如果輸入x = [1,2]時會發生什么?[1,2]是對象。

回想一下,一切都是Python中的對象。[1,2]將在內存中創建。x是[1,2]對象的內存引用。

來看看下面的例子??梢哉业絰所引用的內存地址。請務必只使用id(x),它會以10為基數,而十六進制函數會將其轉換為十六進制。


 
  1. x = [1, 2] 
  2.    print(hex(id(x)))  # output: 0x32ebea8 
內存中的Python:Python引用計數指南

引用計數

現在已經在內存中創建了一個list對象,而且x對該對象進行了引用。那么y=[1,2]和y=x有什么區別?

當輸入y=[1,2]時,它將在內存中創建一個新的list對象,并且y將引用它。


 
  1. x = [1, 2] 
  2.    y = [1, 2] 
  3.    print(hex(id(x)))  # output: 0x101bea8 
  4.    print(hex(id(y)))  # output: 0x31a5528 

而當輸入y=x時,等同于告訴Python希望y 變量引用x變量引用的內容。因為變量是內存引用的。

可以確認x和y引用同一個對象。


 
  1. x = [1, 2] 
  2.    y = x 
  3.    print(hex(id(x)))  # output: 0x74bea8 
  4.    print(hex(id(y)))  # output: 0x74bea8 
內存中的Python:Python引用計數指南

引用計數的數目

接下來的問題是,有多少變量引用同一個對象?

錯誤的用法:

我看到有些人在使用sys.getrefcount(var)時不知道如何傳遞var,而是向對象添加引用。一起看看下面的例子。

輸出3,而期望的卻是2(x andy)。發生這種情況是因為將x傳遞給getrefcount函數時又添加了一個引用。


 
  1. from sys import getrefcount 
  2.           x = [1, 2] 
  3.           y = x 
  4.           print(hex(id(x)))  # output: 0xb65748 
  5.           print(hex(id(y)))  # output: 0xb65748 
  6.           print(getrefcount(x))  # output: 3 

更好的用法:

可以使用內置的ctypes模塊來找到預期的結果。必須將x的id傳遞給from_address函數。


 
  1. from ctypes import c_long 
  2.       x = [1, 2] 
  3.       y = x 
  4.       print(hex(id(x)))  # output: 0x3395748 
  5.       print(hex(id(y)))  # output: 0x3395748 
  6.       print(c_long.from_address(id(x)).value)  # output: 2 

概言之,錯誤的用法是傳遞變量,而更好的用法則是傳遞變量的id,這意味著只傳遞基數為10的數字,而不是變量。

當對象消失時

當沒有變量引用對象時會發生什么?

對象將從內存中刪除,因為沒有引用該對象的內容。不過也有例外:如果有循環引用,garbage collector 將開始奏效。

為什么使用可變對象

不可變對象由于性能原因,結果可能與預期不同。查看下面的例子,觀察輸出是如何變化的。


 
  1. import sys 
  2.       import ctypes 
  3.              """Some Mutable Objects """ 
  4.       a =list() 
  5.       b =set() 
  6.       c =dict() 
  7.       d =bytearray() 
  8.       """ Some ImmutableObjects """ 
  9.       e =tuple() 
  10.       f =int() 
  11.       g =str() 
  12.       print(sys.getrefcount(a),ctypes.c_long.from_address(id(a)).value)  # output: 2 1 
  13.       print(sys.getrefcount(b),ctypes.c_long.from_address(id(b)).value)  # output: 2 1 
  14.       print(sys.getrefcount(c),ctypes.c_long.from_address(id(c)).value)  # output: 2 1 
  15.       print(sys.getrefcount(d),ctypes.c_long.from_address(id(d)).value)  # output: 2 1 
  16.       print(sys.getrefcount(e),ctypes.c_long.from_address(id(e)).value)  # output: 1298 1297 
  17.       print(sys.getrefcount(f),ctypes.c_long.from_address(id(f)).value)  # output: 209 208 
  18.       print(sys.getrefcount(g),ctypes.c_long.from_address(id(g)).value)  # output: 59 58 

文中所談及的一切都對CPython有效。希望對你有幫助。

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