hailai 发表于 2018-8-6 11:18:19

Python中的字符串驻留

  C#中的字符串驻留
  熟悉.NET的人都应该知道C#中的字符串驻留机制,.NET维护了一个驻留池,它会把在编译期间就相同的字符串只保留一份拷贝。如果仅在运行期间值才相同的字符串变量,.NET不会为这个2个相同的字符串变量指向同一份引用的。不过.NET提供了一个方法,让开发人员可以强制将两个相同的字符串指向同一个引用,使用String类中的Intern方法。
string s1 = "!QAZ2wsx3$%5$$%fe _ ###4@";  
string s2 = "!QAZ2wsx3$%5$$%fe _ ###4@";
  
Console.WriteLine("s1,s2是否引用同一对象:" + object.ReferenceEquals(s1, s2));
  
string s3 = "bbbbb";
  
string s4 = string.Concat("bbb", "bbb");
  
Console.WriteLine("s3,s4是否引用同一对象:" + object.ReferenceEquals(s3, s4));
  
Console.WriteLine("调用Intern后..." );
  
s3 = String.Intern(s4);
  
Console.WriteLine("s3,s4是否引用同一对象:" + object.ReferenceEquals(s3, s4));
  如下演示代码:

  这样设计的合理性是因为string类型在C#中是属于immutable的,即对string的修改,并不是在原来的内存块上修改,而是重新开辟一块新的空间,创建新的对象。
  Python的String同样也有驻留
  Python中,同样为immutable的String类型,也采用了这种字符串驻留机制。但Python中稍微有点小规则。
  1,长度为0和1的字符串,默认都采用了驻留机制。
  >>> a=''
  >>> b=''
  >>> a is b
  True
  >>> a='a'
  >>> b='b'
  >>> a is b
  False
  >>> a='!'
  >>> b='!'
  >>> a is b
  2.编译期间就确定了的字符串,也采用驻留机制,但是,仅限于以下这些字符:
  "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ_abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
  先解释一下什么叫做编译期间,Python是解释型语言,但是事实上,它的解释器也可以是理解为是一种编译器,它负责将Python代码翻译成字节码,也就是.pyc文件,之后再由Python虚拟机运行。这一点,和.Net的Framework、Java虚拟机很类似。(更多相关内容可以参考《Learning Python》),因此有些代码会在翻译成字节码的时候,就自动的帮程序员预先计算了。
  我们可以通过dis方法(分解Python中的字节码 )来验证,可以通过python -m dis xxx.py这样的命令来查看
  举例:如下的一个Python文件test.py
  a='abcdef'
  b='abc'+'def'
  c=''.join(['abc','def'])
  print (a,b,c)
  print ('a and b are same?',a is b)
  print ('a and c are same?',a is c)
  运行:

  可以看到,变量a和b是同一个引用,但是a和c就不是了。再看其字节码,可以看出,a和b在赋值的时候,就是相同的字符串,但是c就不同了,它是几个字符串的拼装,它是在运行期间才知道结果。
  注意,必须是字符串必须是在"0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ_abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"中,不然就不支持字符串驻留。
  比如:
  >>> a='abcdef!'
  >>> b='abcdef!'
  >>> a is b
  False
  3.通过乘法运算符得到的字符串,长度必须小于20。不然也无驻留机制
  >>> a='abc'*6                  #长度18
  >>> b='abc'*6                  #长度18
  >>> a,b
  ('abcabcabcabcabcabc', 'abcabcabcabcabcabc')
  >>> a is b
  True
  >>> a='abc'*7 #长度21
  >>> b='abc'*7 #长度21
  >>> a is b
  False
  这样的设计目的是为了保护.pcy文件不会被错误代码搞的过大,例如有人写了‘abc’*10**10这种代码。上述代码也可以通过dis方式看到不同处。

  4.和C#的字符串一样,Pyhton也提供intern方法强制2个字符串指向同一个对象,如下代码:
  >>> import sys
  >>> a='abcdef!'
  >>> b='abcdef!'
  >>> a is b
  False
  >>> a=sys.intern(b)
  >>> a is b
  True
  5.实际上,对于整数数字,Python也会有驻留机制,但是只限于[-5,256]之间的数字。
  参考文档
  http://guilload.com/python-string-interning/
  http://www.laurentluce.com/posts/python-string-objects-implementation/
页: [1]
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