为何Python中list*2与list+list的内存地址有时相同有时不同？

现象复现 #

第一段代码运行后，两次输出的id相同：

k = [[1], [2]]
print(id(k+k), id(k*2))

这说明k+k和k*2返回的是内存中的同一个列表对象。

第二段代码运行后，输出两个不同的id：

k = [[1], [2]]
print(id(k+k))
print(id(k*2))

这说明两个表达式返回的是内存中的不同列表对象。

原因解析 #

这是CPython解释器的临时对象重用优化导致的：

• 当在同一个print调用里（同一行表达式）创建两个内容完全一致的临时列表时，解释器会直接重用同一个对象——毕竟k+k和k*2的结果都是[[1], [2], [1], [2]]，内容完全相同，没必要重复开辟内存。
• 分两行打印时，第一个临时列表k+k在print执行完成后，就没有任何变量引用它了，Python的垃圾回收会快速释放这块内存。等到执行第二行的k*2时，解释器会重新创建一个新的列表对象，因此两个对象的id不同。

注意：这种优化是CPython的实现细节，并非Python语言规范的强制要求，不同版本或不同Python实现（如PyPy）可能会有不同表现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Avigail Paikowsky