为什么在python 3中实例的__dict__这么小？

Question

在Python中，为类实例创建的字典与包含该类相同属性的字典相比很小：

import sys

class Foo(object):
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

f = Foo(20, 30)

使用Python 3.5.2时，以下调用getsizeof产生：

>>> sys.getsizeof(vars(f))  # vars gets obj.__dict__
96 
>>> sys.getsizeof(dict(vars(f))
288

288 - 96 = 192 节省了字节！

另一方面，使用Python 2.7.12，则返回相同的调用：

>>> sys.getsizeof(vars(f))
280
>>> sys.getsizeof(dict(vars(f)))
280

0 已保存字节。

在这两种情况下，字典显然具有 完全相同的内容 ：

>>> vars(f) == dict(vars(f))
True

所以这不是一个因素。此外，这也仅适用于Python 3。

那么，这是怎么回事？为什么__dict__在Python 3中实例的大小如此之小？

Answer 1

简而言之 ：

实例__dict__的实现方式与用dict或创建的“普通”词典的实现方式不同{}。实例的字典 共享
键和哈希，并为不同的部分（值）保留一个单独的数组。sys.getsizeof仅在计算实例字典的大小时才计算这些值。

还有一点 ：

从Python 3.3开始，CPython中的字典以以下两种形式之一实现：

• 组合字典 ： 字典的 所有值都与每个条目的键和哈希值一起存储。（struct的me_value成员PyDictKeyEntry）。据我所知，这种形式被用于与创建字典dict，{}和模块命名空间。
• 分裂表 ：该值被存储 分别 在阵列，而密钥和散列共享（存储在值ma_values的PyDictObject）

实例字典 始终 以拆分表形式（“密钥共享字典”）实现，该字典表允许给定类的实例为其共享密钥（和散列），__dict__并且仅在相应值上有所不同。

所有这些都在PEP
412-密钥共享字典中进行了描述
。拆分字典的实现位于Python中，3.3因此该3系列的早期版本以及Python2.x都没有此实现。

__sizeof__for字典的实现考虑到了这一事实，并且在计算拆分字典的大小时仅考虑与values数组对应的大小。

值得庆幸的是，自我解释：

Py_ssize_t size, res;

size = DK_SIZE(mp->ma_keys);
res = _PyObject_SIZE(Py_TYPE(mp));
if (mp->ma_values)                    /*Add the values to the result*/
    res += size * sizeof(PyObject*);
/* If the dictionary is split, the keys portion is accounted-for
   in the type object. */
if (mp->ma_keys->dk_refcnt == 1)     /* Add keys/hashes size to res */
    res += sizeof(PyDictKeysObject) + (size-1) * sizeof(PyDictKeyEntry);
return res;

据我所知， 仅针对实例的名称空间创建 拆分表字典，使用dict()或{}（如PEP中所述） 始终会 导致组合字典没有这些好处。

顺便说一句，因为它很有趣，所以我们总是可以打破这种优化。我目前发现了两种当前的方法，一种愚蠢的方法，或者是一种更为明智的情况：

1. 傻：

   >>> f = Foo(20, 30)
   

   getsizeof(vars(f))
   96
   vars(f).update({1:1}) # add a non-string key
   getsizeof(vars(f))
   288
   

拆分表仅支持字符串键，添加非字符串键（这实际上是 零 意义）会破坏该规则，CPython将拆分表变成一个合并的表，从而失去了所有内存。

1. 可能发生的情况：

   >>> f1, f2 = Foo(20, 30), Foo(30, 40)
   

   for i, j in enumerate([f1, f2]):
   … setattr(j, ‘i’+str(i), i)
   … print(getsizeof(vars(j)))
   96
   288

在类的实例中插入不同的键最终将导致拆分表被合并。这并不仅仅适用于已经创建的实例。从该类创建的所有 后续 实例将具有组合字典，而不是拆分字典。

    # after running previous snippet
>>> getsizeof(vars(Foo(100, 200)))
288

当然，除了娱乐之外，没有其他理由是故意这样做的。

如果有人想知道，Python
3.6的字典实现不会改变这一事实。前面提到的两种形式的字典仍然可以使用（它们的实现dict.__sizeof__也作了更改，因此从中返回的值应该有所区别）被进一步压缩getsizeof。