Внутреннее устройство и оптимизации кортежей в CPython

Кортежи в CPython представлены структурой PyTupleObject, которая включает в себя массив указателей на объекты и размер кортежа. Длина кортежа хранится в поле ob_size, что обеспечивает быстрый доступ к размеру за O(1). При создании кортежа, CPython использует механизм переиспользования памяти freelist для кортежей размером менее 20. Это позволяет ускорить аллокацию и деаллокацию. При создании и уничтожении кортежей вызываются функции tuple_alloc и tp_dealloc соответственно.
Внутреннее устройство и оптимизации кортежей в CPython
Изображение носит иллюстративный характер

В процессе создания кортежа, если размер не превышает 20, сначала проверяется наличие свободного кортежа подходящего размера в freelist. Если такой кортеж найден, он переиспользуется. В противном случае память выделяется динамически. При деаллокации, кортежи размером менее 20 могут быть добавлены в freelist, чтобы в будущем можно было переиспользовать их память. Этот процесс включает в себя уменьшение ссылок на объекты внутри кортежа и очистку памяти.

Несмотря на то, что кортежи в Python считаются неизменяемыми, в C-API существует возможность их изменения через функцию PyTuple_SetItem. Однако эту функцию рекомендуется использовать только при создании кортежей. Использование PyTuple_SetItem для изменения уже существующих кортежей считается нарушением правил. Функция проводит проверку счётчика ссылок.

В целях эксперимента, возможно мутировать кортежи напрямую, изменяя их память с помощью ctypes. Это демонстрирует внутреннюю мутабельность кортежей на уровне C, но крайне не рекомендуется к использованию в реальных проектах из-за потенциальных проблем. Разработчики CPython планируют сделать кортежи полностью неизменяемыми даже на уровне C-API, но на данный момент существуют проблемы обратной совместимости.


Новое на сайте

19817В Луксоре нашли стелу с римским императором в образе фараона 19816Экипаж Artemis II о моменте, когда земля исчезла за луной 19815Почему луна выглядит по-разному в разных точках земли? 19814Adobe экстренно закрыла опасную дыру в Acrobat Reader, которую хакеры использовали с... 19813Метеорный поток, рождённый из умирающего астероида 19812Когда робот пишет за тебя прощальную смс 19811Что общего у лунной миссии, толстого попугая, загадочной плащаницы и лекарства от диабета? 19810Какие снимки Artemis II уже стали иконами лунной программы? 19809Кто на самом деле хочет сладкого — вы или ваши бактерии? 19808Как рекламные данные 500 миллионов телефонов оказались в руках спецслужб? 19807Экипаж Artemis II вернулся на землю после десяти дней в космосе 19806Зелёная и коричневая луна: почему геологи Artemis II уже не могут усидеть на месте 19805Эксперты уверены в теплозащитном щите Artemis II, несмотря на проблемы предшественника 19804Выжить внутри торнадо: каково это — когда тебя засасывает в воронку 19803Аляскинские косатки-охотники на млекопитающих замечены у берегов Сиэтла
Ссылка