『Python』內存分析_下_list和array的內存增長模式

list聲明後結構大體分為3部分，變量名稱--list對象（結構性數據+指針數組）--list內容，其中id表示的是list對象的位置，

v引用變量名稱，v[:]引用list對象，此規則對python其他序列結構也成立，以下示範可用id佐證，

a=b時，a和b指向同一個list對象

a=b[:]時，a的list對象和b的list對象指向同一個list內容

Q1：元素存儲地址是否連續

首先見得的測試一下list對象存儲的內容(結構3)的內存地址，

In [1]: a=[1,2,3,‘a‘,‘b‘,‘c‘,‘de‘,[4,5]]

In [2]: id(a)
Out[2]: 139717112576840

In [3]: for i in a:
   ...:     print(id(i))
   ...:     
139717238769920
139717238769952
139717238769984
139717239834192
139717240077480
139717240523888
139717195281104
139717112078024

In [4]: for i in a[6]:
   ...:     print(id(i))
   ...:     
139717240220952
139717240202048

In [5]: for i in a[7]:
   ...:     print(id(i))
   ...:     
139717238770016
139717238770048

然後看一下相對地址，

In [6]: for i in a:
   ...:     print(id(i)-139717238769920)
   ...:     
0
32
64
1064272
1307560
1753968
-43488816
-126691896

In [7]: for i in a[6]:
   ...:     print(id(i)-139717238769920)
   ...:     
1451032
1432128

In [8]: for i in a[7]:
   ...:     print(id(i)-139717238769920)
   ...:     
96
128

可見，對於list對象，其元素內容並不一定線性存儲，但是由於內存分配的問題，會出現線性存儲的假象，當元素出現容器或者相對前一個元素類型改變時，內存空間就會不再連續。

Q2：list對象地址和元素地址是否連續

其實Q1已經回答了這個問題，畢竟元素地址本身就不連續，不過我們還是測試了一下，

In [22]: id(a[0])-id(a)
Out[22]: 126193080

相差甚遠，而且我們分析源碼可知，list對象主體是一個指針數組，也就是id(a)所指的位置主體是一個指向元素位置的指針數組，當然還有輔助的對象頭信息之類的(python中幾個常見的“黑盒子”之 列表list)。

Q3：list對象（不含元素）占用內存情況分析

In [16]: sys.getsizeof([1,2,3,‘a‘,‘b‘,‘c‘,‘de‘])
Out[16]: 120

In [17]: sys.getsizeof([1,2,3,‘a‘,‘b‘,‘c‘])
Out[17]: 112

In [18]: sys.getsizeof([1,2,3,‘a‘,‘b‘])
Out[18]: 104

可見，list每一個對象占用8字節32位空間，我們來看切片，

In [20]: sys.getsizeof(a[:3])
Out[20]: 88

In [21]: sys.getsizeof(a[:4])
Out[21]: 96

In [23]: sys.getsizeof(a[3:4])
Out[23]: 72

In [24]: sys.getsizeof(a[3:5])
Out[24]: 80

切片對象也是每個元素占8字節，但是切片也是list對象，即使從中間切(不切頭)，也會包含頭信息的存儲占用。

附註

1、[0]和[:1]的不同

In [30]: a[0]
Out[30]: 1

In [31]: a[:1]
Out[31]: [1]

2、空list占用空間

In [32]: sys.getsizeof([])
Out[32]: 64

『Python』內存分析_List對象內存占用分析