詳解python的內存分配機制
作為一個實例,讓我們創建四個變量并為其賦值:
variable1 = 1variable2 = 'abc'variable3 = (1,2)variable4 = [’a’,1]#打印他們的idsprint(’Variable1: ’, id(variable1))print(’Variable2: ’, id(variable2))print(’Variable3: ’, id(variable3))print(’Variable4: ’, id(variable4))
打印結果如下所示:
變量1:1747938368變量2:152386423976變量3:152382712136變量4:152382633160
每個變量都被分配了一個新的內存地址(以整數形式表示)。第一個假設是,每當我們使用“ =”給變量賦值時,Python都會創建一個新的內存地址來存儲變量。這是100%正確的嗎?當然不是!
我將創建兩個新變量(5和6)并使用現有變量的值給它們賦值。
variable5 = variable1variable6 = variable4print(’Variable1: ’, id(variable1))print(’Variable4: ’, id(variable4))print(’Variable5: ’, id(variable5))print(’Variable6: ’, id(variable6))
Python打印結果:
變量1:1747938368變量4:819035469000變量5:1747938368變量6:819035469000
你注意到,Python并未為這兩個變量創建新的內存地址嗎?這次,它只是把兩個新變量都指向了現有變量相同的存儲位置。
現在讓我們為變量1設置一個新值。注意:整數是不可變數據類型。
print(’Variable1: ’, id(variable1))variable1 = 2print(’Variable1: ’, id(variable1))
這將打印:
Variable1: 1747938368Variable1: 1747938400
這意味著每當我們使用=并將新值給現有變量賦值時,就會在內部創建一個新的內存地址來存儲該變量。讓我們看看它是否成立!
當值是可變數據類型時會發生什么?variable6是一個列表,讓我們在列表結尾append一個值并打印其內存地址:
print(’Variable6:’,id(variable6))variable6.append(’new’)print(’Variable6:’,id(variable6))
請注意,變量的內存地址保持不變,因為它是可變數據類型,我們僅更新了其元素。
Variable6:678181106888Variable6:678181106888
讓我們創建一個函數并將一個變量傳遞給它。如果我們在函數內部設置變量的值,它會發生什么?讓我們評估一下。
def update_variable(variable_to_update): print(id(variable_to_update))update_variable(variable6)print(’Variable6: ’, id(variable6))
請注意,variable_to_update的ID指向變量6的ID。
這意味著如果我們在函數中更新variable_to_update且variable_to_update是可變數據類型,那么variable6的值將更新。我們看一個具體例子:
variable6 = [’new’]print(’Variable6: ’, variable6)def update_variable(variable_to_update): variable_to_update.append(’inside’)update_variable(variable6)print(’Variable6: ’, variable6)
這將打印:
Variable6:[’new’]Variable6:[’new’,’inside’]
它向我們展示了如何在函數中的更新一個可變的變量,你可以看到函數類和函數外的可變變量都具有相同的ID。
如果我們在函數內給變量賦一個新值(而不是更新),無論它是不可變的還是可變的數據類型,那么一旦退出函數,更改將丟失:
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’]344115201992Variable6:[’new’]
現在是一個有趣的場景:Python并不總是為所有新變量創建一個新的內存地址。
最后,如果我們為兩個不同的變量分配一個字符串值,例如“ a”,該怎么辦?它會創建兩個內存地址嗎?
variable_nine ='a'variable_ten ='a'print(’Variable9:’,id(variable_nine))print(’Variable10:’,id(variable_ten))
注意,這兩個變量具有相同的內存位置:
Variable9:792473698064Variable10:792473698064
如果我們創建兩個不同的變量并為其分配一個長字符串值,該怎么辦:
variable_nine = 'a' * 21variable_ten = 'a' * 21print(’Variable9: ’, id(variable_nine))print(’Variable10: ’, id(variable_ten))
這次Python為兩個變量創建了兩個不同內存位置:
Variable9:541949933872Variable10:541949933944
為什么? 這是因為Python啟動時會創建一個內部值緩存,這樣做是為了提供更快的結果。Python會為少量整數(如-5到256之間)和較小的字符串值分配了少量的內存地址。這就是我們示例中的短字符串都具有相同ID的原因,而長字符串的ID則不同。
== vs是有時我們想檢查兩個對象是否相等。
如果我們使用==,它將檢查兩個參數是否包含相同的數據 如果我們使用is,那么Python將檢查兩個對象是否引用相同的對象,此時兩個對象的id必須相同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
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