@

• python的整數重用機制
  • small_ints
  • 程式碼塊

python的整數重用機制

大體可以分為兩部分：

small_ints

連結串列small_ints內儲存著一定範圍的小整數。當有變數引用了範圍內的整數時，就會直接引用此中的地址，而非開闢新地址來儲存資料。
這一範圍可以通過下列程式碼來檢視：

z = []
for i in range(-1000, 1000):
    for j in range(-1000, 1000):
        if id(i) == id(j):
            z.append(i)
print([z[0], z[-1]])

python3.8.3得出的結果是[-5,256]。
也就是說，當以‘=’形式來給變數a、b賦範圍內值時，id(a)==id(b)。

程式碼塊

程式碼塊是程式的一個最小的基本執行單位，一個模組檔案、一個函式體、一個類、互動式命令中的單行程式碼都叫做一個程式碼塊。
Python內部為了進一步提高效能，凡是在一個程式碼塊中建立的整數物件，如果值不在small_ints快取範圍之內，但在同一個程式碼塊中已經存在一個值與其相同的整數物件了，那麼就直接引用該物件，否則建立一個新的物件出來。
需要注意的是，在small_ints範圍外的負數並不適用這一規則。（範圍內的負數浮點數同樣不適用）

問題一：為什麼在vscode中執行程式碼，得到了不符的結果？

下面放一張全圖

問題二：在問題一存在的基礎上，為什麼能測得[-5,256]這一範圍？

其他圖片

vscode已安裝的擴充套件

settings.json

後語

之前接觸到整數快取時曾做過測試，的確與介紹相符。但是，近期卻發現自己測試出了相反的結果，一直不明白哪裡出了問題，因此發到網上來。如有人能指出，不勝感激。

附帶ID為“發黴的宅大人”幫忙提供的版本相關原始碼

#ifndef NSMALLPOSINTS
#define NSMALLPOSINTS           257
#endif
#ifndef NSMALLNEGINTS
#define NSMALLNEGINTS           5
#endif

static PyObject *
get_small_int(sdigit ival)
{
    PyObject *v;
    assert(-NSMALLNEGINTS <= ival && ival < NSMALLPOSINTS);
    v = (PyObject *)&small_ints[ival + NSMALLNEGINTS];
    Py_INCREF(v);
#ifdef COUNT_ALLOCS
    if (ival >= 0)
        _Py_quick_int_allocs++;
    else
        _Py_quick_neg_int_allocs++;
#endif
    return v;
}
 

2021-1-4

昨天解除安裝並重新安裝了新版本的python、vscode，情況依舊沒有改變。

測試小整數快取表範圍，ok（與之前一樣）。

測試256地址，在不同程式碼塊內保持一致，但每次都不一樣。

測試-6地址，每次都不一樣，但在不同程式碼塊內保持一致。

2021-1-5

在“發黴的宅大人”的建議下，使用IDLE進行測試，以下為測試結果：




使用python直譯器進行測試（不懂得怎麼在定義函式時換行，暫時沒找到教程，因此使用時嘗試了多次，程式碼格式有沒有問題……），以下為測試結果：

顯然，256在不同程式碼塊處於相同的地址中，而257則在不同程式碼中呈現出了兩處地址。這對我來說無疑是個好訊息。

我曾以為，python中的小整數快取表都儲存在固定的地址之中。在直接使用python直譯器執行程式碼沒問題的情況下，我重新取得了256的地址：

256的地址和上面256的地址並不相同，看樣子python會在每次程式碼執行前為處於[-5,256]區間的小整數重新分配地址。

新的問題

將上述問題綜合一下，本文的主要問題變成：
“為什麼vscode、IDLE二者和python直譯器運行同一程式碼會出現不同的結果？是什麼導致了這一區別？”

2021-1-7