Python生成器内存占用差异疑问：为何部分生成器多占8字节？

测试代码与输出 #

代码示例 #

import sys

num_gen = (num for num in range(1))
print(sys.getsizeof(num_gen))
num_gen = (num for num in range(100))
print(sys.getsizeof(num_gen))

num_gen = (num+1 for num in range(100))
print(sys.getsizeof(num_gen))
num_gen = (num+1+1 for num in range(100))
print(sys.getsizeof(num_gen))
num_gen = (num+num for num in range(100))
print(sys.getsizeof(num_gen))
num_gen = (num+num+1 for num in range(100))
print(sys.getsizeof(num_gen))

运行输出 #

200
200
208
208
208
208

差异原因 #

核心原因在于生成器表达式是否需要存储自由变量：

• 前两个生成器(num for num in range(...))中，num是生成器内部的迭代变量，不属于外部作用域的自由变量，生成器对象无需额外分配空间存储引用信息。
• 后面四个生成器的表达式（如num+1、num+num）中，Python的字节码会将num识别为需要引用的自由变量，生成器对象必须额外分配内存来存储这个引用。在64位系统中，一个指针的大小为8字节，这就导致内存占用比前两个生成器多了8字节。

直白点说：当生成器表达式仅直接返回迭代变量时，Python会优化掉自由变量的存储逻辑；一旦表达式包含对迭代变量的运算操作，就会触发自由变量存储机制，进而增加8字节内存占用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者henveloper