Python对象 —— 整型对象

Python中的整数对象

PyIntObject

对象构造

• PythonObject对象分类：
  • 按照对象长度是否可变分类
    • 定长对象
    • 变长对象
  • 按照对象内参数是否可变分类
    • 可变对象
    • 不可变对象
• 整数类型对象信息
  • int_dealloc: 析构操作
  • int_free：释放操作
  • int_print：打印
  • int_compare：比较
  • int_repr：字符串转化
  • int_as_number：数值操作集合
    • PyIntObject对象所实现地加法操作是直接在其维护地long值上进行地
    • 为了加快速度，Python为Int基类提供了一个宏方法，在整数类的属性上直接操作，调过来整数基类提供的安全配置
  • int_hash：Hash转换
  • int_methods：函数集合

PyIntObject对象地创建和维护

对象创建地途径

1. PyInt_FromString
   • 从字符串对象转化为浮点数，然后调用PyInt_FromFloat
2. PyInt_FromLong
3. PyInt_FromUnicode
   • 从unicode对象转化为浮点数，然后调用PyInt_FromFloat

小整数对象会存入对象池中

• 默认小整数是5～257
• 对象池变量名：small_ints
• 修改NSMALLPOSINTS和NSMALLNEGINTS可以修改对象池的大小

大整数的内存空间

• Python运行环境会提供一块内存空间供大整数轮流使用
• 结构对象名：PyIntBlock
  • 对象是一个单向列表，内部维护了一块内存（block）
  • N-INTO-BJECTS用于维护空间可存储对象数量
  • 对象通过block_list维护，这是一个PyIntObject数组
  • 因为使用单向列表存储，int对象被删除后存储空间不会被释放
  • 为了利用所有地存储空间，Python使用单向链表free_list来管理所有block中地空闲空间

添加和删除整数对象

PyIntObject对象的创建过程：

• 方法名：PyInt_FromLong
• 判断是否为小整数，
  • 是则去对象池中获取内存地址
  • 否则使用通用对象池创建
    • 获取内存空间获取空闲内存地址
    • init对象
    • 存入数据
      • 如果内存空间满了，就会通过fill_free_list方法来创建新的内存空间

Python对fill_free_list的调用不光会发生在对PyInt_FromLong的首次调用时，在Python运行期间，只要所有block的空闲内存都被使用完了，就会导致free_list变为NULL，从而在下一次PyInt_FromLong的调用时激发对fill_free_list的调用

1. 申请一个新的PyIntBlock结构

2. 从free_list开始，沿着ob_type指针，就可以便遍历创建的PyIntBlock中的所有空闲的内存

3. 新创建的block必须加入到block_list维护到链表中

使用通用整数对象池

不同PyIntBlock对象到objects中的空闲内存块是被链接在一起的，形成了一个单向链表，指向表头的指针是free_list

销毁对象对应类型的方法：tp_dealloc

当一个对象被销毁时，它所占有的内存并不会释放，而是继续被Python保留为空闲内存，进入free_list维护的自由内存链表，被新的PyIntObject使用

• 整数对象存在大整数和小整数，小整数由于常用所以被存储在一个内存池中国呢，这个内存池在代码编译时创建
• 大整数会在创建时申请一个数组来存储
• 在整数对象的数量超过原来申请的内存数组的大小时，会通过int_dealloc再申请一个数组，通过链表确认关系
• 当整数被回收时，内存地址会返回给int_dealloc重新使用，而不是返回给系统

小整数对象池的初始化

方法：_PyInt_Init

在Python初始化时，_PyInt_Init被调用，内存被申请，小整数对象被创建