为什么int在Python中需要三倍的内存？

Question

在64位系统上，Python中的整数占用24个字节。这是C语言中64位整数所需内存的3倍。现在，我知道这是因为Python整数是对象。但是，额外的内存又有什么用呢？我有我的猜测，但肯定会很高兴。

Answer 1

请记住，Pythonint类型没有C那样有限的范围int。唯一的限制是可用内存。

内存用于存储值，整数存储的当前大小（存储大小可变以支持任意大小）以及标准的Python对象簿记（对相关对象的引用和引用计数）。

您可以查找longintrepr.h源代码（Python
3类型在Python
2中int传统上称为long类型）。它有效地利用了PyVarObjectC类型来跟踪整数大小：

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

该ob_digit数组存储“数字”宽15个或30比特的（取决于你的平台上）; 因此在我的64位OS X系统上，最大（2 ^
30）-1的整数使用1个“数字”：

>>> sys.getsizeof((1 << 30) - 1)
28

但是如果您在数字中使用2个30位数字，则需要额外的4个字节，依此类推：

>>> sys.getsizeof(1 << 30)
32
>>> sys.getsizeof(1 << 60)
36
>>> sys.getsizeof(1 << 90)
40

然后，基数为24的字节是PyObject_VAR_HEAD结构，其中包含对象大小，引用计数和类型指针（在我的64位OS X平台上为每个8字节/
64位）。

在Python 2上，整数<=sys.maxint但> =-sys.maxint - 1使用仅存储单个值的简单结构存储：

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    long ob_ival;
} PyIntObject;

因为它使用PyObject而不是结构中PyVarObject没有ob_size字段，并且内存大小限制为仅24个字节；8表示long值，8表示引用计数，8表示类型对象指针。