减少Python对象大小的技巧

与 C 或 C++ 等编程语言相比，我们都知道Python的一个非常普遍的缺点。由于Python对象会消耗大量内存，因此速度要慢得多，并且不太适合执行内存密集型任务。在处理某些任务时，这可能会导致内存问题。当 RAM 在执行期间因任务而过载并且程序开始冻结或行为不自然时，我们将其称为内存问题。

让我们看看我们可以有效地使用此内存并减小对象大小的一些方法。

使用内置字典：

我们都非常熟悉Python中的字典数据类型。这是一种以键和值的形式存储数据的方式。但是在内存管理方面，字典并不是最好的。事实上，这是最糟糕的。让我们看一个例子：

# importing the sys library
import sys 
  
Coordinates = {'x':3, 'y':0, 'z':1}
  
print(sys.getsizeof(Coordinates))

输出：

我们看到数据类型字典的一个实例占用 288 个字节。因此，当我们有很多实例时，它将消耗大量内存：

因此，我们得出结论，在处理内存效率高的程序时，字典不适合。

使用元组：

元组非常适合存储不可变数据值，并且与字典相比在减少内存使用方面也非常有效：

import sys
  
Coordinates = (3, 0, 1)
  
print(sys.getsizeof(Coordinates))

输出：

为简单起见，我们假设索引0、1、2分别代表x、y、z 。所以从 288 字节，我们只使用元组而不是字典就可以减少到 72 字节。仍然不是很有效。如果我们有大量实例，我们仍然需要大量内存：

使用类：

通过将代码安排在类中，与使用字典和元组相比，我们可以显着减少内存消耗。

import sys
  
class Point:
  
    # defining the coordinate variables
    def __init__(self, x, y, z):
        self.x = x
        self.y = y
        self.z = z
  
Coordinates = Point(3, 0, 1)
print(sys.getsizeof(Coordinates))

输出：

我们看到同一个程序现在需要 56 个字节，而不是之前的 72 个字节。变量 x、y 和 z 各消耗 8 个字节，而其余 32 个字节由Python的内部代码消耗。如果我们有更多的实例，我们有以下分布 -

因此我们得出结论，在节省内存方面，类比字典和元组更有优势。

旁注：函数sys.getsizeof(object[, default]) 规范说：“只考虑直接归因于对象的内存消耗，而不考虑它所引用的对象的内存消耗。”

所以在你的例子中：

class Point:
  
    def __init__(self, x, y, z):
        self.x = x
        self.y = y
        self.z = z
  
Coordinates = Point(3, 0, 1)

对象坐标的有效内存使用量为：
sys.getsizeof(坐标) +
sys.getsizeof(Coordinates.x) +
sys.getsizeof(Coordinates.y) +
sys.getsizeof(坐标.z) =
= 56 + 28 + 24 + 28 =
= 136

请参考 https://docs。 Python.org/3/library/sys.html。

使用记录类：

Recordclass是一个相当新的Python库。它支持记录类型，这不是Python内置的。由于recordclass是 MIT 许可的第三方模块，我们需要先在终端中输入以下内容来安装它：

pip install recordclass

让我们使用recordclass来看看它是否进一步有助于减少内存大小。

# importing the installed library
import sys
from recordclass import recordclass 
  
Point = recordclass('Point', ('x', 'y', 'z'))
  
Coordinates = Point(3, 0, 1)
print(sys.getsizeof(Coordinates))

输出：

所以使用recordclass进一步将一个实例所需的内存从56字节减少到48字节。如果我们有大量实例，这将是分布：

使用数据对象：

在前面的示例中，在使用recordclass时，即使是垃圾值也会被收集，从而浪费了不必要的内存。这意味着仍有优化的范围。这正是使用数据对象的原因。数据对象功能属于 recordclass 模块，其特点是它不会产生任何垃圾值。

import sys
from recordclass import make_dataclass
  
Position = make_dataclass('Position', ('x', 'y', 'z'))
Coordinates = Position(3, 0, 1)
  
print(sys.getsizeof(Coordinates))

输出：

最后，我们看到大小从每个实例 48 字节减少到每个实例 40 字节。因此，我们看到在内存利用率最低的情况下，数据对象是组织代码的最有效方式。