Python整数对象id差异问题：为何256与257表现不同？

在Python 3.12.1环境中，定义两个值为≤256的相同整数时，它们的id()返回值相同；但值为257时，返回的id就不一样了，代码示例如下：

>>> num1 = 256
>>> num2 = 256
>>> print(id(num1), id(num2))
140703620028824 140703620028824
>>> num1 = 257
>>> num2 = 257
>>> print(id(num1), id(num2))
2102222951568 2102222952080

请问该现象的原因是什么？

这是Python的小整数缓存机制在起作用：

• Python为了提升运行性能、减少内存占用，会提前把常用的小整数对象缓存起来，默认缓存范围是[-5, 256]。
• 当你创建这个范围内的整数时，Python不会新生成对象，而是直接复用缓存里已有的对象，所以两个值相同的变量会指向同一个内存地址，id()返回的结果自然一致。
• 257超出了这个缓存范围，每次赋值都会创建一个全新的整数对象，两个变量指向不同的内存地址，id()结果也就不一样了。

注：这个缓存是CPython解释器的内置优化，其他Python实现（如PyPy）的缓存规则可能略有不同，但CPython里默认就是[-5,256]这个区间。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Technical Bachcha