『Python』内存分析_List对象内存占用分析 python中几个常见的“黑盒子”之列表list

list声明后结构大体分为3部分，变量名称--list对象（结构性数据+指针数组）--list内容，其中id表示的是list对象的位置，

v引用变量名称，v[:]引用list对象，此规则对python其他序列结构也成立，以下示范可用id佐证，

a=b时，a和b指向同一个list对象

a=b[:]时，a的list对象和b的list对象指向同一个list内容

Q1：元素存储地址是否连续

首先见得的测试一下list对象存储的内容(结构3)的内存地址，

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

然后看一下相对地址，

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

可见，对于list对象，其元素内容并不一定线性存储，但是由于内存分配的问题，会出现线性存储的假象，当元素出现容器或者相对前一个元素类型改变时，内存空间就会不再连续。

Q2：list对象地址和元素地址是否连续

其实Q1已经回答了这个问题，毕竟元素地址本身就不连续，不过我们还是测试了一下，

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

相差甚远，而且我们分析源码可知，list对象主体是一个指针数组，也就是id(a)所指的位置主体是一个指向元素位置的指针数组，当然还有辅助的对象头信息之类的(python中几个常见的“黑盒子”之列表list)。

Q3：list对象（不含元素）占用内存情况分析

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

可见，list每一个对象占用8字节32位空间，我们来看切片，

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

切片对象也是每个元素占8字节，但是切片也是list对象，即使从中间切(不切头)，也会包含头信息的存储占用。

附注

1、[0]和[:1]的不同

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

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

2、空list占用空间

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