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Python整数对象实现原理详解

什么是Python整数对象？

在Python中，整数是最基本的数据类型之一，它用来表示整数值。Python整数对象是指在Python中用来存储整数值的对象。在Python中，整数对象是不可变的，即一旦创建了一个整数对象，就不能在原地修改它的值。

Python整数对象的实现原理

在Python中，整数对象的实现原理可以分为两部分：小整数对象和大整数对象。

小整数对象

Python的整数对象中，对于一定范围内的整数值，Python会使用固定的对象来表示它们，这种对象称为“小整数对象”。在Python中，默认情况下，Python会使用-5~256这个范围内的整数值作为小整数对象。

当Python需要创建一个小整数对象时，它并不会重新分配内存，而是直接返回一个已经存在的小整数对象的引用。这种做法可以提高Python程序的运行速度和减少内存使用。

示例代码：

a = 100
b = 100
print(a is b)   # True
c = 1000
d = 1000
print(c is d)   # False

运行上面的代码，我们可以看到输出结果为True和False。

在上面的代码中，变量a和变量b都被赋值为100，这时候Python会判断100是否在-5~256的范围内，因为100在这个范围以内，所以a和b都会被赋值为同一个小整数对象的引用，因此a和b是相同的对象。在变量c和变量d被赋值为1000时，因为1000不在-5~256之间，所以Python会重新分配内存来存储这两个变量，因此c和d就变成了不同的对象。

大整数对象

当需要存储一个大于256的整数时，Python就会使用另外一种对象来表示它们，这种对象被称为“大整数对象”。和小整数对象不同的是，Python会为每一个大整数对象分配单独的内存空间，用来存储这个对象的值。

Python的大整数对象是由多个数字组成的，每个数字是一个32位（或64位）二进制数。Python会根据需要动态地增加或减少这些数字的位数，以适应不同大小的整数。

示例代码：

a = 123456789012345678901234567890
b = 123456789012345678901234567890
print(a is b)   # False

运行上面的代码，我们可以看到输出结果为False。

在上面的代码中，变量a和变量b都被赋值为一个大整数对象，因为这个对象的值大于256，因此Python会为每一个变量分配单独的内存空间来存储这个对象。因此a和b都是不同的对象。