Почему кортежи занимают меньше места в памяти, чем списки?

я предполагаю, что вы используете CPython и с 64 битами (я получил те же результаты на моем CPython 2.7 64-бит). Там могут быть различия в других реализациях Python или если у вас 32-битный питон.

независимо от реализации, list s имеют переменный размер, а tuple s фиксированный размер.

так tupleможет хранить элементы непосредственно внутри структуры, списки на слой (он хранит указатель на элементы). Этот слой косвенность-это указатель, на 64-битных системах это 64bit, следовательно, 8bytes.

но есть еще одна вещь, что lists do: они чрезмерно выделяют. В противном случае list.append будет O(n) операция всегда - чтобы он амортизировался O(1) (гораздо быстрее!!!) его выделяет. Но теперь он должен следить за выделено размер и , заполненной размер (tuple s нужно хранить только один размер, потому что выделенный и заполненный размер всегда идентичный.) Это означает, что каждый список должен хранить другой "размер", который на 64-битных системах является 64-битным целым числом, снова 8 байт.

так list s нужно по крайней мере на 16 байт больше памяти, чем tuples. Почему я сказал "по крайней мере"? Из-за перерасхода средств. Чрезмерное распределение означает, что он выделяет больше места, чем необходимо. Однако сумма перерасчета зависит от того, " как " вы создаете список и историю добавления/удаления:

>>> l = [1,2,3]
>>> l.__sizeof__()
64
>>> l.append(4)  # triggers re-allocation (with over-allocation), because the original list is full
>>> l.__sizeof__()
96

>>> l = []
>>> l.__sizeof__()
40
>>> l.append(1)  # re-allocation with over-allocation
>>> l.__sizeof__()
72
>>> l.append(2)  # no re-alloc
>>> l.append(3)  # no re-alloc
>>> l.__sizeof__()
72
>>> l.append(4)  # still has room, so no over-allocation needed (yet)
>>> l.__sizeof__()
72

изображения

я решил создайте несколько изображений, чтобы сопровождать объяснение выше. Может быть, это полезно

вот как он (схематично) хранится в памяти в вашем примере. Я выделил различия с красными (свободными) циклами:

это на самом деле просто приближение, потому что int объекты также являются объектами Python, а CPython даже повторно использует небольшие целые числа, поэтому, вероятно, более точное представление (хотя и не такое читаемое) объекты в памяти будут:

Полезные ссылки:

• tuple структура в репозитории CPython для Python 2.7
• list структура в репозитории CPython для Python 2.7
• int структура в репозитории CPython для Python 2.7

отметим, что __sizeof__ на самом деле не возвращает "правильный" размер! Он только возвращает размер сохраненных значений. Однако, когда вы используете sys.getsizeof результат разный:

>>> import sys
>>> l = [1,2,3]
>>> t = (1, 2, 3)
>>> sys.getsizeof(l)
88
>>> sys.getsizeof(t)
72

есть 24 "лишних" байт. Это реальные, это накладные расходы сборщика мусора, которые не учитываются в __sizeof__ метод. Это потому, что вы обычно не должны использовать магические методы напрямую-используйте функции, которые знают, как с ними обращаться, в этом случае: sys.getsizeof (который на самом деле добавляет GC накладные расходы к значению, возвращенному из __sizeof__).