Python中整数的缓存机制讲解

在python中，如下代码结果一定不会让你吃惊：

Python 3.3.2 (v3.3.2:d047928ae3f6, May 16 2013, 00:06:53) [MSC v.1600 64 bit (AMD64)] on win32
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>>> a=345
>>> b=a
>>> a is b
True
>>>

没错，在python一切皆是对象，而对象是通过引用传递的。在赋值时，不管这个对象是新创建的，还是一个已经存在的，都是将该对象的引用赋值给变量。故这里a实际上和b是同一个对象，a is b为true！

当然稍为了解python的人我相信都会知道以上相关知识的。但是如下的代码结果，却让人不大好理解了：

>>> c=256
>>> d=256
>>> c is d
True
>>> e=257
>>> f=257
>>> e is f
False
>>>

我们将c赋值为了整型值256，d也为256，e为257，f为257。但是当把c与d，e与f进行is操作时，却发现两者的结果不同。

原因在哪？

――这个是由python中的整型对象的缓冲池机制，所决定的。

在python中几乎所有的内建对象，都会有自己所特有的对象池机制。

1.小整数对象――小整型对象池

在实际编程中，数值比较小的整数，比如1,2,29等，可能会非常频繁的出现。而在python中，所有的对象都存在与系统堆上。想想？如果某个小整数出现的次数非常多，那么python将会出现大量的malloc/free操作，这样大大降低了运行效率，而且会造成大量的内存碎片，严重影响Python的整体性能。

在python2.5乃至3.3中，将小整数位于[-5,257)之间的数，缓存在小整型对象池中。

这也就是为了c is d而e is not f的原因了。

2.大整数对象――通用整数对象池

由以上知，python把小整型数完全的缓存在了小对象缓存池中了。而那些大整数对象就没有那么好的待遇了！python运行环境提供了一块内存空间供大整数轮流使用。通常称为通用整数对象池。这也就是说大整数其实也是有缓存的。该对象池使用链表组织，虽然e和f有着相同的值，但是在链表中确是不同的节点。也就是说e和f根本不是一个对象。至于既然有缓存，为什么e和f还要组织为两个节点，就不大明白了。

讲讲我的看法吧：我觉得从语义上来讲e=257和f=257本身就是应当为两个不同的对象(这点和对象赋值不同)。由于整数缓存池的存在，让大家觉得任何整数在缓冲池中都只能存在一个，不能重复。但将e和f在整数缓冲池中组织为一个节点或两个节点没有什么本质区别吧(除了浪费了一点内存)。

总结

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