为什么空列表的大小不是 0 字节？答案

【问题标题】：Why isn't the size of an empty list 0 bytes?为什么空列表的大小不是 0 字节？
【发布时间】：2017-03-30 14:04:02
【问题描述】：

今天自己在Python 2.7.13中运行了下面给出的代码，发现列表为空时大小不为0：

import sys
data = []
for k in range(n):
    a = len(data)
    b = sys.getsizeof(data)
    print('Length:{0:3d};Size in bytes:{1:4d}'.format(a,b))
    data.append(None)

我的机器上的输出：

Length: 0; Size in bytes : 72
Length: 1; Size in bytes : 104
Length: 2; Size in bytes : 104
Length: 3; Size in bytes : 104
Length: 4; Size in bytes : 104
Length: 5; Size in bytes : 136
Length: 6; Size in bytes : 136
Length: 7; Size in bytes : 136
Length: 8; Size in bytes : 136
Length: 9; Size in bytes : 200
Length: 10; Size in bytes : 200
Length: 11; Size in bytes : 200
Length: 12; Size in bytes : 200
Length: 13; Size in bytes : 200
Length: 14; Size in bytes : 200
Length: 15; Size in bytes : 200
Length: 16; Size in bytes : 200
Length: 17; Size in bytes : 272
Length: 18; Size in bytes : 272
Length: 19; Size in bytes : 272

我想知道为什么会这样？

似乎 Python 正在为某些东西保留内存。那是什么东西？？

【问题讨论】：

另一个原因是出于效率原因（阅读动态数组和摊销分析en.wikipedia.org/wiki/Amortized_analysis）
感谢您的参考..

标签： python python-2.7 list python-3.x python-internals

【解决方案1】：

因为从sys.getsizeof 返回的列表大小不仅包括列表包含的元素。

Python 中的每个对象都由C-struct 表示；这个结构包含指向使列表成为列表的所有事物的指针（主要是它的方法）。调用sys.getsizeof 时也会考虑到这一点。

您可以随时查看 GitHub 上 CPython 存储库主分支中的 implementation of list.__sizeof__：

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

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

^{（删除不相关的 arg 临床输出。）}

sizeoffunction for 2.x 做同样的事情。

返回值res还包括列表对象类型_PyObject_SIZE(Py_Type(self))的大小。

由于 Python 中的一切都是对象，因此这种行为随处可见，例如，整数 0：

>>> getsizeof(0)
24

虽然您通常不会想到这一点，但当您意识到 Python 中的所有内容都有“额外的包袱”时，这完全有道理，这使得我们认为理所当然的行为成为可能。

【讨论】：

【解决方案2】：

Python 是用 C 实现的，因此会将数据存储在 C 结构中。

请记住，所有事物都是“对象”——对象必须具有类型和对象大小，即使它们不存储任何东西。

下面是PyObject_VAR_HEAD 和PyListObject C 数据类型。

#define PyObject_VAR_HEAD               \
    PyObject_HEAD                       \
    Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */

typedef struct {
    PyObject_VAR_HEAD
    /* Vector of pointers to list elements.  list[0] is ob_item[0], etc. */
    PyObject **ob_item;

    /* ob_item contains space for 'allocated' elements.  The number
     * currently in use is ob_size.
     * Invariants:
     *     0 <= ob_size <= allocated
     *     len(list) == ob_size
     *     ob_item == NULL implies ob_size == allocated == 0
     * list.sort() temporarily sets allocated to -1 to detect mutations.
     *
     * Items must normally not be NULL, except during construction when
     * the list is not yet visible outside the function that builds it.
     */
    Py_ssize_t allocated;
} PyListObject;

请记住，sys.getsizeof() 将返回底层内存使用情况，而不是您真正需要从 Python 中考虑或担心的事情：

以字节为单位返回对象的大小。

只考虑直接归因于对象的内存消耗，而不考虑它所引用的对象的内存消耗。

此外，正如您的测试所示，还有大量的预分配正在进行。每次调用append()时，新内存与list无关。

【讨论】：