Python 內部如何實作列表？

Python 清單實作：解開謎團

Python 清單是該語言的一個組成部分，用於儲存任何類型元素的集合。許多開發人員對其底層實作進行了猜測，但最終的答案仍然難以捉摸。本文深入研究 Python 的 C 程式碼，揭開清單實現背後的真相。

透過檢查頭檔 listobject.h，我們發現了 Python 清單的基本結構：

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    Py_ssize_t ob_size;

    /* Vector of pointers to list elements.  list[0] is ob_item[0], etc. */
    PyObject **ob_item;

    /* ob_item contains space for 'allocated' elements.  The number
     * currently in use is ob_size.
     * Invariants:
     *     0 ≤ ob_size ≤ allocated
     *     len(list) == ob_size
     *     ob_item == NULL implies ob_size == allocated == 0
     */
    Py_ssize_t allocated;
} PyListObject;

這段程式碼顯示Python列表確實是作為向量或陣列實現的。具體來說，它們利用過度分配策略，這意味著提前分配記憶體以用於清單中的潛在添加。

如果清單達到其分配的限制，listobject.c 中的調整大小代碼將透過分配來擴展數組：

new_allocated = (newsize >> 3) + (newsize < 9 ? 3 : 6);
new_allocated += newsize;

其中newsize 表示請求的大小，無論是擴展任意數量的元素還是簡單地附加一。

此外，Python 常見問題解答提供了有關清單實現的更多見解，突出了其動態和高效的性質，能夠根據需要調整大小，同時保持效能。

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