Python 小数据池、代码块以及代码块缓存机制

按照惯例,吟诗一首:苏轼《江城子·乙卯正月二十日夜记梦》

十年生死两茫茫,不思量,自难忘。千里孤坟,无处话凄凉。
纵使相逢应不识,尘满面,鬓如霜。
夜来幽梦忽还乡,小轩窗,正梳妆。相顾无言,惟有泪千行。
料得年年肠断处,明月夜,短松冈。

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

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。

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)

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。

3,用乘法得到的字符串,分两种情况。

3.1 乘数为1时:
仅含大小写字母,数字,下划线,默认驻留


  

含其他字符,长度<=1,默认驻留。

含其他字符,长度>1,默认驻留。

3.2 乘数>=2时:

仅含大小写字母,数字,下划线,总长度<=20,默认驻留。

4.指定驻留。

from sys import intern
a = intern('hello!@'*20)
b = intern('hello!@'*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))  # 2288555806672

def func2():
    i1 = 1000
    print(id(i1))  # 2288557317392

func()
func2()
复制代码

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

原文地址:https://www.cnblogs.com/suxianglun/p/10869761.html