Python:小数据池、代码块以及代码块缓存机制

文章转自 Python 小数据池、代码块以及代码块缓存机制

1. is 和 == 之间的区别

在讲解代码块及其缓存机制之前有必要搞清楚is和==之间的区别

开门见山直接说:==是比较两边变量的值是否相同,is是比较两边变量的内存地址是否相同,在python中内存地址如何获取,当然是使用id(item)函数获取了

举两个例子

1.1 实例1

在pycharm中

i = 100
i2 = 100
print(i==i2)
print(i is i2)
print("i的id==%s"%id(i))
print("i2的id==%s"%id(i2))

结果如下:

True
True
i的id==1530694864
i2的id==1530694864

在交互式解释器中:

>>> i = 100
>>> i2 = 100
>>> print(i==i2)
True
>>> print(i is i2)
True
>>> print("i的id==%s"%id(i))
i的id==1534495952
>>> print("i2的id==%s"%id(i2))
i2的id==1534495952>>>

1.2 实例1

i=1000
i2=1000
print(i==i2)
print(i is i2)
print("i的id==%s"%id(i))
print("i2的id==%s"%id(i2))

结果如下:

True
True
i的id==2652515053360
i2的id==2652515053360

在交互式解释器中:

>>> i=1000
>>> i2=1000
>>> print(i==i2)
True
>>> print(i is i2)
False
>>> print("i的id==%s"%id(i))
i的id==2399836012432
>>> print("i2的id==%s"%id(i2))
i2的id==2399865240496
>>>

通过以上两个例子的结果你是不是感觉晕了,为什么同时数字类型100和1000,使用is == 进行比较的结果不一样,并且在pycharm中的结果和交互式解释器中的结果也不一样,难道是pychram有bug???不是说好的is是比较内存地址的吗,
各位不明白的小伙伴,别急,欲知原因如何,且看下文分解。这就是我今天要引出 的一个知识点,代码块、代码块缓存机制、小数据池

2.代码块

Python程序是由代码块构造的。块是一个python程序的文本,他是作为一个单元执行的。
代码块:一个模块,一个函数,一个类,一个文件等都是一个代码块。
而作为交互方式输入的每个命令都是一个代码块。
就是通过命令行进入Python解释器里面,每一行代码都是一个代码块,而在pycharm下一个文件下就是一个代码块
但是对于一个文件中的两个函数,分别是两个不同的代码块

Python:小数据池、代码块以及代码块缓存机制

3.代码块缓存

前提条件:
在同一个代码块内。 重要的事情说三遍: 在同一个代码块内,在同一个代码块内,在同一个代码块内,

机制内容:
Python在执行同一个代码块的初始化对象的命令时,会检查是否其值是否已经存在,如果存在,会将其重用。
换句话说:执行同一个代码块时,遇到初始化对象的命令时,他会将初始化的这个变量与值存储在一个字典中,在遇到新的变量时,会先在字典中查询记录,如果有同样的记录那么它会重复使用这个字典中的之前的这个值。所以在你给出的例子中,文件执行时(同一个代码块)会把i、i2两个变量指向同一个对象,满足缓存机制则他们在内存中只存在一个,即:id相同。

适用对象: int(float),str,bool。

对象的具体细则:(了解)*

int(float):任何数字在同一代码块下都会复用。

bool:True和False在字典中会以1,0方式存在,并且复用。

str:几乎所有的字符串都会符合缓存机制,具体规定如下(了解即可!):

3.1,非乘法得到的字符串都满足代码块的缓存机制:

s1 = '太白@!#*ewq's2 = '太白@!#*ewq'print(s1 is s2)  # True

3.2,乘法得到的字符串分两种情况:

3.2.1 乘数为1时

任何字符串满足代码块的缓存机制:

b1 = '太白@5847395QQ0743895*&^%$#((&_+(())' *1
a1 = '太白@5847395QQ0743895*&^%$#((&_+(())' *1
print(a1 is b1)  # True

3.2.2 乘数>=2时

仅含大小写字母,数字,下划线,总长度<=20,满足代码块的缓存机制:

s1 = 'old_' * 5
s2 = 'old_' * 5
print(s1 is s2)  # True

优点:能够提高一些字符串,整数处理人物在时间和空间上的性能;需要值相同的字符串,整数的时候,直接从‘字典’中取出复用,避免频繁的创建和销毁,提升效率,节约内存。

4.小数据池

小数据池,不同代码块的缓存机制,也称为小整数缓存机制,或者称为驻留机制等等,叫什么因人而异。

Python自动将-5~256的整数进行了缓存,当你将这些整数赋值给变量时,并不会重新创建对象,而是使用已经创建好的缓存对象。

python会将一定规则的字符串在字符串驻留池中,创建一份,当你将这些字符串赋值给变量时,并不会重新创建对象, 而是使用在字符串驻留池中创建好的对象。

适用对象: int(float),str,bool

对象的具体细则:

int:那么大家都知道对于整数来说,小数据池的范围是-5~256 ,如果多个变量都是指向同一个(在这个范围内的)数字,他们在内存中指向的都是一个内存地址。

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str:字符串要从下面这几个大方向讨论

1,字符串的长度为0或者1,默认都采用了驻留机制(小数据池)

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2,字符串的长度>1,且只含有大小写字母,数字,下划线时,才会默认驻留。

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3,用乘法得到的字符串,分两种情况。

  • 乘数为1时:
    仅含大小写字母,数字,下划线,默认驻留

    Python:小数据池、代码块以及代码块缓存机制

    含其他字符,长度<=1,默认驻留。

    Python:小数据池、代码块以及代码块缓存机制

    含其他字符,长度>1,默认驻留。

    Python:小数据池、代码块以及代码块缓存机制

  • 乘数>=2时:

    仅含大小写字母,数字,下划线,总长度<=20,默认驻留。

    Python:小数据池、代码块以及代码块缓存机制

4,指定驻留

from sys import intern
a = intern('[email protected]'*20)
b = intern('[email protected]'*20)
print(a is b)#指定驻留是你可以指定任意的字符串加入到小数据池中,让其只在内存中创建一个对象,多个变量都是指向这一个字符串。

满足以上字符串的规则时,就符合小数据池的概念。

bool值就是True,False,无论你创建多少个变量指向True,False,那么他在内存中只存在一个。

总结

如果在同一代码块下,则采用同一代码块下的缓存机制。

如果是不同代码块,则采用小数据池的驻留机制。

# pycharm 通过运行文件的方式执行下列代码:  这是在同一个文件下也就是同一代码块下,采用同一代码块下的缓存机制。
i1 = 1000
i2 = 1000
print(i1 is i2)  
# 结果为True 因为代码块下的缓存机制适用于所有数字通过交互方式中执行下面代码:   
# 这是不同代码块下,则采用小数据池的驻留机制。
>>> i1 = 1000
>>> i2 = 1000
>>> print(i1 is i2)
False  
# 不同代码块下的小数据池驻留机制 数字的范围只是-5~256.
# 虽然在同一个文件中,但是函数本身就是代码块,所以这是在两个不同的代码块下,不满足小数据池(驻存机制),则指向两个不同的地址。
def func():
    i1 = 1000
    print(id(i1))
def func2():
    i1 = 1000
    print(id(i1))
func()
func2()
# 2288555806672
# 2288557317392

本文大量参考此文章 python小数据池,代码块的最详细、深入剖析

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