Python中的字符串駐留機(jī)制是通過使用intern機(jī)制來實現(xiàn)的。當(dāng)我們創(chuàng)建一個字符串時，Python會檢查字符串池中是否已經(jīng)存在相同的字符串。如果是，它將返回現(xiàn)有的字符串對象的引用，而不是創(chuàng)建一個新的對象。這樣，我們可以在不占用額外內(nèi)存的情況下使用相同的字符串。

2 如何使用字符串駐留機(jī)制

Python的字符串駐留機(jī)制在不同版本之間有一些變化。下面是一些主要的變化：

1.Python 2.x和Python 3.x的字符串駐留機(jī)制不同。在Python 2.x中，只有長度為1的字符串才會被駐留。而在Python 3.x中，長度為0到20的字符串都會被駐留。（更長的田辛老師試過，似乎都可以）

2.在Python 3.7之前，字符串駐留機(jī)制只適用于ASCII字符集中的字符串。這意味著只有ASCII字符集中的字符串才會被駐留。但是，在Python 3.7中，這個限制已經(jīng)被取消，所有字符串都可以被駐留。

3.在Python 3.8中，字符串駐留機(jī)制的實現(xiàn)發(fā)生了變化。在之前的版本中，字符串池是一個全局的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所有的字符串都存儲在其中。但是，在Python 3.8中，字符串池被改為了一個線程局部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個線程都有自己的字符串池。這樣可以提高多線程程序的性能。

需要注意的是，字符串駐留機(jī)制是Python的一種優(yōu)化技術(shù)，它并不是Python語言規(guī)范的一部分。因此，不同的Python實現(xiàn)（如CPython、Jython、IronPython等）可能會有不同的字符串駐留機(jī)制實現(xiàn)。

正是因為上面的變化，所以有的時候田辛老師覺得字符串駐留在面向內(nèi)存的時候是友好的，但確實會給新手帶來一些不便。

作為新手，田辛老師提供一個手動使用字符串駐留的例子：

import sys 

# 使用sys.intern()函數(shù)啟用字符串駐留機(jī)制 
str3 = sys.intern("hello") 
str4 = sys.intern("hello") 

# 使用is關(guān)鍵字比較兩個字符串是否相同 
if str3 is str4: 
    print("str3 and str4 are the same object") 
else: 
    print("str3 and str4 are different objects")

上面的例子中，田辛老師使用sys.intern()函數(shù)將字符串“hello”添加到字符串池中，并將返回的引用分配給str3和str4。然后，我們再次使用is關(guān)鍵字比較它們是否相同。由于它們是相同的對象，因此輸出結(jié)果為“str3 and str4 are the same object”。

3 簡單拼接駐留，運行時不駐留

我們來看下面的代碼：

str5 = 'tianxin' + 'training'  
print(str5 is 'tianxintraining')  
  
str6 = 'tianxin'  
str7 = 'training'  
print((str6 + str7) is 'tianxintraining')

大家可以猜一猜輸出結(jié)果是什么？是兩個true，還是一個true一個false?

答案是：

True
False

為什么會出現(xiàn)這種情況呢？第一個打印，是兩個字符串簡單拼接，那么就會實現(xiàn)字符串駐留。但是，一旦是變量拼接字符串機(jī)制就不能用了。

關(guān)于這一點，田辛老師通過如下代碼帶領(lǐng)大家查看一下上述兩個處理的匯編執(zhí)行過程：

import dis  
  
  
def pro1():  
    str5 = 'tianxin' + 'training'  
    print(str5 is 'tianxintraining')  
  
  
def pro2():  
    str6 = 'tianxin'  
    str7 = 'training'  
    print((str6 + str7) is 'tianxintraining')  
  
  
print('================================================================')  
dis.dis(pro1)  
print('================================================================')  
dis.dis(pro2)

輸出結(jié)果：

================================================================
20 0 LOAD_CONST 1 ('tianxintraining')
2 STORE_FAST 0 (str5)

21 4 LOAD_GLOBAL 0 (print)
6 LOAD_FAST 0 (str5)
8 LOAD_CONST 1 ('tianxintraining')
10 IS_OP 0
12 CALL_FUNCTION 1
14 POP_TOP
16 LOAD_CONST 0 (None)
18 RETURN_VALUE
================================================================
25 0 LOAD_CONST 1 ('tianxin')
2 STORE_FAST 0 (str6)

26 4 LOAD_CONST 2 ('training')
6 STORE_FAST 1 (str7)

27 8 LOAD_GLOBAL 0 (print)
10 LOAD_FAST 0 (str6)
12 LOAD_FAST 1 (str7)
14 BINARY_ADD
16 LOAD_CONST 3 ('tianxintraining')
18 IS_OP 0
20 CALL_FUNCTION 1
22 POP_TOP
24 LOAD_CONST 0 (None)
26 RETURN_VALUE

進(jìn)程已結(jié)束,退出代碼0

我們可以看到， Python的解釋器對這種簡單的字符串拼接在形成字符碼的時候，就已經(jīng)進(jìn)行了拼接。 str5 你寫不寫成拼接的形式都是一樣的。

4 總結(jié)

Python的字符串駐留機(jī)制是一種優(yōu)化技術(shù)，它可以減少內(nèi)存使用并提高程序的性能。它的做法的基礎(chǔ)是Python字符串對象的不可改變的特性。當(dāng)然，不同的Python版本對于字符串駐留機(jī)制的處理不同可能會給初學(xué)者帶來一些麻煩。 Python學(xué)習(xí)者必須要面對的一個問題。

5 全部代碼

上面已經(jīng)有了關(guān)于輸出匯編的全部代碼，就不再重新輸出了。只展示字符串駐留部分的代碼：

#!/usr/bin/env python  
# -*- coding:utf-8 -*-  
"""  
#-----------------------------------------------------------------------------  
#                     --- TDOUYA STUDIOS ---  
#-----------------------------------------------------------------------------  
#  
# @Project : di08-tdd-cdg-python-learning  
# @File    : str_intern.py  
# @Author  : tianxin.xp@gmail.com  
# @Date    : 2023/4/5 10:34  
#  
# 代碼說明  
#  
#--------------------------------------------------------------------------"""  
import sys  
  
a = [1, 2, 3]  
b = [1, 2, 3]  
if a is b:  
    print("a and b point to the same object")  
else:  
    print("a and b point to different objects")  
  
str1 = "hello"  
str2 = "hello"  
  
if str1 is str2:  
    print("str1 and str2 are the same object")  
else:  
    print("str1 and str2 are different objects")  
  
# 使用sys.intern()函數(shù)啟用字符串駐留機(jī)制  
str3 = sys.intern("hello")  
str4 = sys.intern("hello")  
  
# 使用is關(guān)鍵字比較兩個字符串是否相同  
if str3 is str4:  
    print("str3 and str4 are the same object")  
else:  
    print("str3 and str4 are different objects")  
  
str5 = 'tianxin' + 'training'  
print(str5 is 'tianxintraining')  
  
str6 = 'tianxin'  
str7 = 'training'  
print((str6 + str7) is 'tianxintraining')

執(zhí)行結(jié)果：警告可忽略

D:\python-grp\miniconda_env\py3.10\python.exe E:\develop\python\di08-tdd-cdg-python-learning\src\std_str_intern\str_intern.py
a and b point to different objects
str1 and str2 are the same object
str3 and str4 are the same object
True
False
E:\develop\python\di08-tdd-cdg-python-learning\src\std_str_intern\str_intern.py:44: SyntaxWarning: "is" with a literal. Did you mean "=="?
print(str5 is 'tianxintraining')
E:\develop\python\di08-tdd-cdg-python-learning\src\std_str_intern\str_intern.py:48: SyntaxWarning: "is" with a literal. Did you mean "=="?
print((str6 + str7) is 'tianxintraining')

進(jìn)程已結(jié)束,退出代碼0

到此這篇關(guān)于詳解Python中神奇的字符串駐留機(jī)制的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python字符串駐留機(jī)制內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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