[python] 튜플이 목록보다 메모리 공간을 덜 차지하는 이유는 무엇입니까?

크기가 실제로 어떻게 계산되는지 볼 수 있도록 CPython 코드베이스에 대해 자세히 살펴 보겠습니다. 귀하의 특정 예 에서는 초과 할당이 수행되지 않았으므로 이에 대해서는 다루지 않겠습니다 .

여기서는 64 비트 값을 사용하겠습니다.

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lists 의 크기 는 다음 함수에서 계산됩니다 list_sizeof.

static PyObject *
list_sizeof(PyListObject *self)
{
    Py_ssize_t res;

    res = _PyObject_SIZE(Py_TYPE(self)) + self->allocated * sizeof(void*);
    return PyInt_FromSsize_t(res);
}

다음 Py_TYPE(self)은 ob_typeof self(반환 PyList_Type)를 가져 오는 _PyObject_SIZE매크로 이고 tp_basicsize해당 유형에서 가져 오는 또 다른 매크로입니다 . 인스턴스 구조체가 어디에 있는지 tp_basicsize계산됩니다 .sizeof(PyListObject)PyListObject

PyListObject구조는 세 개의 필드가 있습니다 :

PyObject_VAR_HEAD     # 24 bytes 
PyObject **ob_item;   #  8 bytes
Py_ssize_t allocated; #  8 bytes

이것들은 그들이 무엇인지 설명하는 주석 (내가 다듬은)이 있습니다. 위 링크를 따라 읽으십시오. PyObject_VAR_HEAD3 개의 8 바이트 필드 ( ob_refcount, ob_type및 ob_size) 로 확장 되므로 24바이트 기여도입니다.

그래서 지금 res은 :

sizeof(PyListObject) + self->allocated * sizeof(void*)

또는:

40 + self->allocated * sizeof(void*)

목록 인스턴스에 할당 된 요소가있는 경우. 두 번째 부분은 기여도를 계산합니다. self->allocated, 이름에서 알 수 있듯이 할당 된 요소의 수를 보유합니다.

요소가 없으면 목록의 크기는 다음과 같이 계산됩니다.

>>> [].__sizeof__()
40

즉, 인스턴스 구조체의 크기.

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tuple객체는 tuple_sizeof함수를 정의하지 않습니다 . 대신 다음을 사용 object_sizeof하여 크기를 계산합니다.

static PyObject *
object_sizeof(PyObject *self, PyObject *args)
{
    Py_ssize_t res, isize;

    res = 0;
    isize = self->ob_type->tp_itemsize;
    if (isize > 0)
        res = Py_SIZE(self) * isize;
    res += self->ob_type->tp_basicsize;

    return PyInt_FromSsize_t(res);
}

이것은 lists tp_basicsize와 마찬가지로 객체가 0이 아닌 경우 tp_itemsize(가변 길이 인스턴스가 있음을 의미) 튜플의 항목 수 Py_SIZE를 tp_itemsize.

tp_basicsize구조체에 다음이 포함 된sizeof(PyTupleObject) 위치를 다시 사용합니다 .PyTupleObject

PyObject_VAR_HEAD       # 24 bytes 
PyObject *ob_item[1];   # 8  bytes

따라서 요소가 없으면 (즉, Py_SIZE반환 0) 빈 튜플의 크기는 다음과 같습니다 sizeof(PyTupleObject).

>>> ().__sizeof__()
24

응? 음, 여기에 대한 설명을 찾지 못한 이상한 점이 있습니다. tp_basicsizeof tuples는 실제로 다음과 같이 계산됩니다.

sizeof(PyTupleObject) - sizeof(PyObject *)

추가 8바이트가 제거되는 이유는 tp_basicsize내가 알 수 없었던 것입니다. (가능한 설명은 MSeifert의 의견을 참조하십시오)

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그러나 이것은 기본적으로 특정 예의 차이점 입니다 . lists는 또한 할당 된 요소의 수를 유지하여 언제 다시 초과 할당 할지를 결정하는 데 도움이됩니다.

이제 추가 요소가 추가되면 목록은 실제로 O (1) 추가를 달성하기 위해이 초과 할당을 수행합니다. MSeifert의 답변에서 멋지게 다루기 때문에 크기가 더 커집니다.

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답변