python小数据池,代码块的最详细、深入剖析
python小数据池,代码块的最详细、深入剖析
一,id,is,==
在Python中,id是什么?id是内存地址,比如你利用id()内置函数去查询一个数据的内存地址:
name = '太白' print(id(name)) # 1585831283968
那么 is 是什么? == 又是什么?
== 是比较的两边的数值是否相等,而 is 是比较的两边的内存地址是否相等。 如果内存地址相等,那么这两边其实是指向同一个内存地址。
可以说如果内存地址相同,那么值肯定相同,但是如果值相同,内存地址不一定相同。
二,代码块。
根据官网提示我们可以获知:
上面的主要意思是:
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。
什么叫交互方式?就是咱们在cmd中进入Python解释器里面,每一行代码都是一个代码块,例如:
而对于一个文件中的两个函数,也分别是两个不同的代码块:
OK,那么现在我们了解了代码块,这和小数据池有什么关系呢?且听下面分析。
代码块的缓存机制
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i1、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。
代码块的缓存机制的适用范围: int(float),str,bool。
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!):
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
2,乘法得到的字符串分两种情况:
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
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。
三,小数据池
小数据池,也称为小整数缓存机制,或者称为驻留机制等等,博主认为,只要你在网上查到的这些名字其实说的都是一个意思,叫什么因人而异。
那么到底什么是小数据池?他有什么作用呢?
大前提:小数据池也是只针对 int(float),str,bool。
小数据池是针对不同代码块之间的缓存机制!!!
官方对于整数,字符串的小数据池是这么说的:
来,我给你们翻译并汇总一下,这个表达的意思就是:
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。
其实,无论是缓存还是字符串驻留池,都是python做的一个优化,就是将~5-256的整数,和一定规则的字符串,放在一个‘池’(容器,或者字典)中,无论程序中那些变量指向这些范围内的整数或者字符串,那么他直接在这个‘池’中引用,言外之意,就是内存中之创建一个。
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‘池’里拿来用,避免频繁的创建和销毁,提升效率,节约内存。
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。
那么对于字符串的规定呢?
str:字符串要从下面这几个大方向讨论(了解即可!):
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。
看一下用了小数据池(驻留机制)的效率有多高:
显而易见,节省大量内存在字符串比较时,非驻留比较效率o(n),驻留时比较效率o(1)。
四,小结。
如果在同一代码块下,则采用同一代码块下的换缓存机制。
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.
更多验证:
# 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()