Python【每日一问】18

问：

【基础题】：请解释新式类跟经典类，并说明它们的区别
【提高题】：请解释Python垃圾回收机制

答：

【基础题】：请解释新式类跟经典类，并说明它们的区别

1.新式类都是继承内置 object 对象（或者是从内置类型，如list、dict等），经典类不需要，直接声明。

# 经典类
class A:
    pass
 
# 新式类
class B(object):
    pass

2.新式类的MRO（method resolution order 基类搜索顺序）算法采用的是C3算法、从左到右、广度优先搜索，而经典类的MRO算法是采用从左到右、深度优先搜索。

3.新式类相同父类只执行一次构造函数，经典类重复执行多次。

4.在新式类中，所有的类都是 type 类型，而类的实例都是 instance 类型。

在经典类中，所有的类都是 classobj 类型，而类的实例都是 instance 类型。

注：

（1）Python2.x中默认都是经典类，只有显式继承了object才是新式类。

（2）Python3.x中默认都是新式类，不必显式地继承object。

#Python2.x中默认都是经典类，只有显式继承了object才是新式类
#Python3.x中默认都是新式类，不必显式地继承object

class A:
    def __init__(self):
        print('this is A')

    def save(self):
        print('come from A')

class B(A):
    def __init__(self):
        print('this is B')
    def save(self):
        print('come from B')

class C(A):
    def __init__(self):
        print('this is C')
    def save(self):
        print('come from C')

class D(B,C):
    def __init__(self):
        print('this is D')

d=D()
d.save()  

'''
#在Python2.x中输出结果为：
this is D
come from A
#在Python3.x中输出结果为：
this is D
come from B
'''

【提高题】：请解释Python垃圾回收机制

Python采用的是引用计数机制为主，标记清除和分代回收两种机制为辅的策略

1.引用计数法

Python语言默认采用的垃圾收集机制是『引用计数法 Reference Counting』

【引用计数法】的原理是：每个对象维护一个 ob_ref 字段，用来记录该对象当前被引用的次数，每当新的引用指向该对象时，它的引用计数ob_ref加1，每当该对象的引用失效时计数ob_ref减1，一旦对象的引用计数为0，该对象立即被回收，对象占用的内存空间将被释放。

注：

（1）以下情况下，引用计数+1

1 对象被创建
2 对象被引用
3 对象被作为参数，传入到一个函数中
4 对象作为一个元素，存储在容器中

（2）以下情况下，引用计数-1

1 对象的别名被显式销毁
2 对象的别名被赋予新的对象
3 一个对象离开它的作用域
4 对象所在的容器被销毁，或从容器中删除对象

（3）引用计数示例

# 引用计数示例

import sys
class A():
    def __init__(self):
        '''初始化对象'''
        print('object born id:%s' %str(hex(id(self))))

def B():
    '''循环引用变量与删除变量'''
    while True:
        a = A()
        del a

def func(c):
    print('obejct refcount is: ',sys.getrefcount(c)) #getrefcount()方法用于返回对象的引用计数


if __name__ == '__main__':
   #生成对象
    d = A()
    func(d)

    #增加引用
    f = d
    func(d)

    #销毁引用对象b
    del f
    func(d)

执行结果：

object born id:0x2a29e6f6908
obejct refcount is:  4
obejct refcount is:  5
obejct refcount is:  4

2.分代回收

分代回收是一种以空间换时间的操作方式。

Python 将内存根据对象的存活时间划分为不同的集合，每个集合称为一个代。

Python将内存分为了3“代”，分别为 年轻代（第0代）、中年代（第1代）、老年代（第2代），他们对应的是3个链表，它们的垃圾收集频率与对象的存活时间的增大而减小，也就是说，对象的存活时间越长，垃圾收集频率越低；老年代的对象存活时间最长，故老年代的垃圾回收频率最低，反之，年轻代的对象存活时间最短，所以它们的垃圾回收频率最高。

新创建的对象都会分配在年轻代，年轻代链表的总数达到上限时，Python垃圾收集机制就会被触发，把那些可以被回收的对象回收掉，而那些不会回收的对象就会被移到中年代去，依此类推，老年代中的对象是存活时间最久的对象，甚至是存活于整个系统的生命周期内。

3.标记清除

标记清除（Mark—Sweep）算法是一种基于追踪回收（tracing GC）技术实现的垃圾回收算法。

它分为两个阶段：

第一阶段是标记阶段，GC会把所有的『活动对象』打上标记；

第二阶段是把那些没有标记的对象『非活动对象』进行回收。

对象之间通过引用（指针）连在一起，构成一个有向图，对象构成这个有向图的节点，而引用关系构成这个有向图的边。

从根对象（root object）出发，沿着有向边遍历对象，可达的（reachable）对象标记为活动对象，不可达的对象就是要被清除的非活动对象。根对象就是全局变量、调用栈、寄存器。

mark-sweepg 在上图中，我们把小黑圈看做是根对象，从小黑圈出发，对象1可直达，那么它将被标记，对象2、3可间接到达也会被标记，而4和5不可达，那么1、2、3就是活动对象，4和5是非活动对象会被GC回收。