为什么False值（0）比True（1）更小？

Question

为什么False值（0）比True（1）更小？

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我在尝试使用sys的getsizeof()时发现False（或0）占用的字节数比True（或1）少。为什么呢？

import sys

print("Zero: " + str(sys.getsizeof(0)))
print("One: " + str(sys.getsizeof(1)))
print("False: " + str(sys.getsizeof(False)))
print("True: " + str(sys.getsizeof(True)))

# Prints:
# Zero: 24
# One: 28
# False: 24
# True: 28

事实上，其他数字（包括一些由多个数字组成的数字）也是28字节。

for n in range(0, 12):
  print(str(n) + ": " + str(sys.getsizeof(n)))

# Prints:
# 0: 24
# 1: 28
# 2: 28
# 3: 28
# 4: 28
# 5: 28
# 6: 28
# 7: 28
# 8: 28
# 9: 28
# 10: 28
# 11: 28

更令人惊奇的是：sys.getsizeof(999999999)也是28字节！然而，sys.getsizeof(9999999999)是32字节。

那到底发生了什么？我猜布尔型True和False在内部分别转换为1和0，但为什么零的大小与其他较小的整数不同呢？

附带问题：这是否特定于Python（3）表示这些项的方式，还是数字在操作系统中通常都是这样表示的？

- Bram Vanroy

2

在Python2.7上，我得到了“24”的结果。我在3.6上重现了你的结果。这似乎是Python3特有的。 - jordanm

3

这是非常针对 Python 的。大多数编程语言没有任意精度整数，你必须选择像“int”、“long”、“long long”等数据类型，它们每个都有固定的大小。 - Barmar

@jordanm 这不完全是Python 3特定的问题 - 如果您比较0L，1L等，您会在Python 2中看到相同的情况。不同之处在于，Python 2有单独的类型int（固定大小的32位有符号整数）和long（任意大小的整数），而Python 3将long重命名为int并且取消了int。 - abarnert

1个回答

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原文链接

- abarnert · Accepted Answer

请记住，Python的int值是任意大小的。那是如何工作的呢？

在CPython中，¹一个int由一个PyLong_Object表示，它有一个4字节块²的数组，每个块都包含30位³数值。

0不需要块。
1 - (1<<30)-1需要1个块。
1<<30 - (1<<60)-1需要2个块。

等等。

这略微有些简化；有关完整详情，请参见源代码中的longintrepr.h。

在Python 2中，有两种不同的类型，称为int和long。一个int由C 32位有符号整数⁴直接嵌入头部表示，而不是一组块。一个long就像Python 3的int。

如果你使用0L，1L等进行相同的测试来明确要求long值，你将得到与Python 3相同的结果。但是，没有L后缀，适合32位的任何文字都会给你一个int，只有太大的文字才会给你long。⁵（这意味着(1<<31)-1是一个int，但1<<31是一个2块的long。）

_{1. 在其他实现中，这可能不是真的。如果我没记错，Jython 做的事情与 CPython 大致相同，但 IronPython 使用了一个 C# 的“bignum”实现。}

_{2. 为什么是 30 位而不是 32 位？主要是因为 pow 和 ** 的实现可以更简单、更快速，如果它可以假设两个“数字”中的位数可被 10 整除。}

_{3. 它使用了 C 的 “struct hack”。从技术上讲，Py_LongObject 是 28 字节，但没有人分配 Py_LongObject ；他们 malloc 24、28、32、36 等字节，然后转换为 Py_LongObject *。}

_{4. 实际上，Python 的 int 是 C 的 long，只是为了让事情变得混乱。因此，C API 中充满了像 PyInt_FromLong 这样的东西，其中的 long 意味着“32 位 int”，以及像 PyLong_FromSize_t 这样的东西，其中的 long 意味着“bignum”。}

_{5. Python 2.x 的早期版本没有很好地集成 int 和 long，但希望现在没有人需要担心这些问题了。}