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

19232Скелет великана с трепанированным черепом обнаружен в массовом захоронении эпохи викингов 19231Почему пустыни возникают на берегу океана? 19230Кто вы по хронотипу — сова или жаворонок? 19229Сколько миллиардов лет отведено земле и другим планетам до их неизбежного разрушения? 19228Как экспериментальная назальная вакцина защищает лабораторных мышей от вирусов, бактерий... 19225Как привычная проверка паспорта превращается в скрытый канал утечки данных внутри... 19224Многоступенчатая угроза VOIDGEIST: как злоумышленники скрытно внедряют трояны XWorm,... 19223Эпоха «вайбвейра»: ИИ и экзотический код в масштабных кибератаках группировки APT36 19222Почему переход на ИИ-управление рисками становится главным условием роста для современных... 19221Атака на телекоммуникации южной Америки: новые инструменты китайской группировки UAT-9244 19220Критические бреши Hikvision и Rockwell Automation спровоцировали экстренные меры... 19219Масштабная кампания ClickFix использует Windows Terminal для развертывания Lumma Stealer... 19218Критический март для Cisco: хакеры активно эксплуатируют уязвимости Catalyst SD-WAN... 19217Трансформация двухколесного будущего: от индустриального триумфа до постапокалиптического... 19216Смертельный симбиоз спама и эксплойтов: как хакеры захватывают корпоративные сети за 11...
Ссылка