浅析 Python3 列表操作之 * 和 *=

初学 Python 时总是会将a*=n理解为a=a*n，稍微深入后就会知道在 Python 中的不同，其中*调用__mul__ ，而*=调用__imul__ 。

对于 list 对象也支持乘法操作，截止到 Python3.7 版本，上述仍然是成立的。我们知道 list 是由 C 实现的，所以真正的底层调用肯定也是 C 的实现。观察 list 对象的 C 实现的源码我们会知道乘法*操作调用list_repeat，*=会调用list_inplace_repeat，下面分别看一下两者的 C 实现方式。

▍* 调用 list_repeat

static PyObject *list_repeat(PyListObject *a, Py_ssize_t n){    ...    size = Py_SIZE(a) * n;    if (size == 0)        return PyList_New(0);    np = (PyListObject *) list_new_prealloc(size);    ...    return (PyObject *) np;}

从以上可以看出，list_repeat方法需要多少空间就申请多少空间，该操作返回的一个新的列表对象。

▍*= 调用 list_inplace_repeat

static PyObject *list_inplace_repeat(PyListObject *self, Py_ssize_t n){    ...    size = PyList_GET_SIZE(self);    if (list_resize(self, size*n) < 0)        return NULL;    ...}
static intlist_resize(PyListObject *self, Py_ssize_t newsize){    if (allocated >= newsize && newsize >= (allocated >> 1)) {        assert(self->ob_item != NULL || newsize == 0);        Py_SIZE(self) = newsize;        return 0;    }    ...    new_allocated = (size_t)newsize + (newsize >> 3) + (newsize < 9 ? 3 : 6);    ...}

list_inplace_repeat代码中通过调用list_resize来进行扩容，并告诉它这个列表需要容纳size*n个元素。从list_resize代码来看，当allocated空间足够时，不会进行扩容操作。

新申请的空间总是比所需要的大的。如果进行 pop 等减小 list 元素数量的操作来看，实际上列表的大小也会按照相应策略进行缩减操作。

If the newsize falls lower than half the allocated size, then proceed with the realloc() to shrink the list.

--- From cpython

▍总结

• *=会调用list_resize，可能会引起 list 空间扩容的情况，而且此时 list 对象占用空间会比实际 list 对象中元素占用空间大。

• *会按需获取申请空间大小，不会调用list_resize方法。

好好学习，天天向上！