python - "sys.getsizeof(int)"返回一个不合理的大值？

Question

我想在python中检查int数据类型的大小:

import sys
sys.getsizeof(int)

结果是“436”，这对我来说没有意义。无论如何，我想知道我的机器将占用多少字节 (2,4,..?) int。

Answer 1

简短的回答

您得到的是 类 的大小，而不是类实例的大小。调用 int 获取实例的大小:

>>> sys.getsizeof(int())
24

如果这个尺寸看起来还是有点大，请记住 Python int 与(例如)c 中的 int 非常不同。在 Python 中，int 是一个成熟的对象。这意味着有额外的开销。

除了其他存储之外，每个 Python 对象都至少包含一个引用计数和对该对象类型的引用；在 64 位机器上，占用 16 个字节! int 内部结构(由标准 CPython 实现决定)也随着时间而改变，因此占用的额外存储量取决于您的版本。

关于 Python 2 和 3 中 int 对象的一些细节

这是 Python 2 中的情况。(其中一些改编自 Laurent Luce 的博客文章)。整数对象表示为具有以下结构的内存块:

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    long ob_ival;
} PyIntObject;

PyObject_HEAD 是定义引用计数和对象类型的存储的宏。 documentation 对此进行了详细描述。 ，代码可见this回答。

内存是按大块分配的，因此每个新整数都不会出现分配瓶颈。该 block 的结构如下所示:

struct _intblock {
    struct _intblock *next;
    PyIntObject objects[N_INTOBJECTS];
};
typedef struct _intblock PyIntBlock;

这些一开始都是空的。然后，每次创建一个新整数时，Python 使用 next 指向的内存并递增 next 以指向 block 中的下一个空闲整数对象。

我不完全确定一旦超过了普通整数的存储容量，这将如何变化，但是一旦你这样做了，int 的大小就会变大。在我的机器上，在 Python 2 中:

>>> sys.getsizeof(0)
24
>>> sys.getsizeof(1)
24
>>> sys.getsizeof(2 ** 62)
24
>>> sys.getsizeof(2 ** 63)
36

在 Python 3 中，我认为总体情况是一样的，但整数的大小以更零碎的方式增加:

>>> sys.getsizeof(0)
24
>>> sys.getsizeof(1)
28
>>> sys.getsizeof(2 ** 30 - 1)
28
>>> sys.getsizeof(2 ** 30)
32
>>> sys.getsizeof(2 ** 60 - 1)
32
>>> sys.getsizeof(2 ** 60)
36

当然，这些结果都取决于硬件! YMMV。

Python 3 中整数大小的可变性暗示它们的行为可能更像可变长度类型(如列表)。事实上，事实证明这是真的。这是 C struct 的定义对于 Python 3 中的 int 对象:

struct _longobject {
    PyObject_VAR_HEAD
    digit ob_digit[1];
};

comments伴随这个定义的总结了 Python 3 的整数表示。零不是由存储的值表示，而是由大小为零的对象表示(这就是为什么 sys.getsizeof(0) 是 24 字节，而 sys.getsizeof (1) 是 28)。负数由具有负大小属性的对象表示!好诡异。