Python中的sys模块是极其基础和重要的。它主要提供一些由解释器使用（或维护）的变量，以及一些与解释器强交互的函数。本文会经常用到该模块的getsizeof()方法，先简单介绍一下：该方法用于获取对象的字节大小（bytes）。它只计算直接占用的内存，不计算对象的内部内存。下面是一个引用对象内存的直观例子：importsysa=[1,2]b=[a,a]#即[[1,2],[1,2]]#a和b两者都只有两个元素，所以直接占用的大小是相等的,那么它自己占用的内存是80字节,不管它的元素指向什么对象.好了，有了这个测量工具，我们就来探索一下Python内置对象到底隐藏了哪些小秘密。1.空对象不“空”！对于我们熟悉的一些空对象，比如空字符串、空列表、空字典等，不知道大家有没有想过，有没有想过这些问题：空对象不占内存吗？如果占用内存，占用多少？为什么会这样分配？直接上代码，先看一下几种基本数据结构的空对象大小：importsyssys.getsizeof("")#49sys.getsizeof([])#64sys.getsizeof(())#48sys.getsizeof(set())#224sys.getsizeof(dict())#240#作为参考：sys.getsizeof(1)#28sys.getsizeof(True)#28可以看出虽然都是空对象，这些对象在内存中没有分配是“空的”，而且分配的是相当大的（记住这些数字，后面会测试）。排序方式：基数<空元组<空字符串<空列表<空集合<空字典。这个小秘密怎么解释呢？因为这些空对象都是容器，我们可以抽象地理解：它们的一部分内存用于创建容器的骨架，记录容器的信息（如引用计数、使用信息等），一部分用于内存是预先分配的。2.内存扩展不统一！空对象不是空的，部分原因是Python解释器为它们预分配了一些初始空间。在不超过初始内存的情况下，每增加一个元素，都会使用已有的内存，从而避免了申请新内存的情况。那么，如果分配了初始内存，那么新的内存又是如何分配的呢？importsysletters="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"a=[]foriinletters:a.append(i)print(f'{len(a)},sys.getsizeof(a)={sys.getsizeof(a)}')b=set()forjinletters:b.add(j)print(f'{len(b)},sys.getsizeof(b)={sys.getsizeof(b)}')c=dict()forkinletters:c[k]=kprint(f'{len(c)},sys.getsizeof(c)={sys.getsizeof(c)}')三类变量对象添加26个元素，见Look结果：由此可见变量对象扩展的秘密：过度分配机制：在申请新内存时，不是按需分配，而是多分配，所以在添加少量元素时，没有需要立即分配申请新内存非均匀分配机制：三种类型的对象申请新内存的频率不同，同一类型对象每次的超分配内存不是统一的，但是逐渐扩大。3.榜单不等于榜单！上面的变量对象在展开的时候也有类似的分配机制，动态展开的时候可以很明显的看到效果。那么，静态创建的对象是否也有这样的分配机制呢？它和动态扩展有什么区别吗？我们先看看集合和字典：#静态创建对象set_1={1,2,3,4}set_2={1,2,3,4,5}dict_1={'a':1,'b':2,'c':3,'d':4,'e':5}dict_2={'a':1,'b':2,'c':3,'d':4,'e':5、'f':6}sys.getsizeof(set_1)#224sys.getsizeof(set_2)#736sys.getsizeof(dict_1)#240sys.getsizeof(dict_2)#368看到这个结果，再对比上一节的截图，可以看出，在元素个数相等的情况下，静态创建的集合/字典占用的内存和动态扩容的完全一样。这个结论适用于列表对象吗？看一看：list_1=['a','b']list_2=['a','b','c']list_3=['a','b','c','d']list_4=['a','b','c','d','e']sys.getsizeof(list_1)#80sys.getsizeof(list_2)#88sys.getsizeof(list_3)#96sys.getsizeof(list_4)#104上一节截图显示，列表前4个元素占96字节，后5个元素占128字节，明显矛盾。因此，其中的奥妙就显而易见了：当元素个数相等时，静态创建的列表占用的内存可能比动态扩展占用的内存小！也就是两个表看似相同，实则不同！列表不等于列表！4.减少元素不会释放内存！如前所述，在扩展可变对象时，可能会请求新的内存。那么，如果对可变对象进行反向reduce，在reduce一些元素后，新分配的内存会自动回收吗？importsysa=[1,2,3,4]sys.getsizeof(a)#初始值：96a.append(5)#扩展后：[1,2,3,4,5]sys.getsizeof(a)#Afterexpansion:128a.pop()#Afterreduction:[1,2,3,4]sys.getsizeof(a)#Afterreduction:128如代码所示，list扩缩容后，虽然返回到其原始状态，但占用的内存空间不会自动释放。其他可变对象也是如此。这就是Python的小秘密，《胖人瘦不下来的原理》：瘦的人很容易变胖，也很容易减体型，但是体重减不下来，哈哈~~~5.空字典不等于空字典！使用pop()方法只会减少变量对象中的元素，并不会释放分配的内存空间。还有一个clear()方法，它会清除可变对象的所有元素，让我们试试看：importsysa=[1,2,3]b={1,2,3}c={'a':1,'b':2,'c':3}sys.getsizeof(a)#88sys.getsizeof(b)#224sys.getsizeof(c)#240a.clear()#清除后：[]b.clear()#清除后：set()c.clear()#清除后：{}，即dict()调用了clear()方法，我们得到了几个空对象。在第一部分中，检查了它们的内存大小。（前面说了，请默写，再读回来）然而，此时再检查，你会惊奇地发现，这些空对象的大小与之前检查的并不完全一样！#进行前面的清空操作：sys.getsizeof(a)#64sys.getsizeof(b)#224sys.getsizeof(c)#72空列表和空元组的大小保持不变，但是空字典（72）是其实比之前的空字典（240）小多了！也就是说，list和tuple清空元素后，不改变初衷，回到起点。我丢了钱！字典的秘密很深。说实话，我也是刚学，想不通。。。以上就是Python在分配内存时的几个小秘密。看完之后是不是觉得自己的知识又增长了呢？你想出了多少，又创造了多少新的谜团？欢迎大家一起留言分享哦~那些没有完全解释清楚的小秘密，以后会慢慢揭秘……作者简介：猫底下的豌豆花，出生于广东，毕业于武汉大学，现在是苏飘程序员，有一些极客思维，也有一些人文情怀，有温度，有态度。公众号：“蟒蛇猫”（python_cat）
