小议Python列表和元组中的元素地址连续性

众所周知，在Python中字典和集合依赖元素哈希表来存储，并不存在传统意义上的所谓元素“顺序”，当然，如果需要一个有序的字典可以使用collections模块提供的OrderedDict类。

在Python中，列表和元组属于有序序列，支持下标随机访问，也支持切片操作。当然，列表是可变序列而元组属于不可变序列，这一点决定了它们之间有很大不同。

今天的话题是列表和元组中的元素到底是不是连续存储的。了解C语言的朋友都知道，数组是连续存储的，所以可以下标来直接访问其中任意位置上的元素。而Head First Python戏称列表是“打了激素的列表”，又说元组是”轻量级的列表“，这样的说法仅仅是说列表比数组的功能强大很多吗？其实不是的，Python列表和C语言中数组在实现上也有很大区别，当然这是Python和C的内核与设计理念不同造成的。

在Python中，变量并不直接存储值，而是存储值的引用。也就是说，x=3这样一个语句执行的过程实际上是先把数字3放入内存合适位置，然后再让变量x引用这个地址（类似于指针）。这一点同样适用于任何类型的变量，也适用于列表或元组中的元素。也就是说，列表或元组中的元素实际上存储的是值的引用，而不是直接存储值。

因此，说列表或元组中元素是连续存储或不连续存储都是有道理的。列表中的元素是连续存储的，所以支持下标操作和切片，但这些元素引用的地址却在绝大多数情况下是不连续的。

>>> x = list(range(10)) >>> for item in x: print(item, ':', id(item))

0 : 1584768064 1 : 1584768096 2 : 1584768128 3 : 1584768160 4 : 1584768192 5 : 1584768224 6 : 1584768256 7 : 1584768288 8 : 1584768320 9 : 1584768352 >>> import random >>> x = [random.randrange(10000) for i in range(10)] >>> for item in x: print(item, ':', id(item))

2387 : 2036619874864 568 : 2036619874768 8162 : 2036619874960 1111 : 2036619874928 1171 : 2036619874992 2506 : 2036619874896 9331 : 2036619875056 5348 : 2036619875088 4738 : 2036619875120 3182 : 2036619875024

或者说，可以用下图来表示列表和元组中元素的连续性，其中箭头表示每个元素引用的地址。