Python内置函数id()输出结构解析及自定义实现相关问询

64位系统下id()输出的13位数字含义 #

在CPython中，id()返回的是对象虚拟内存地址的十进制表示。64位系统的虚拟地址空间理论上限是2^64，对应十进制最大为20位，但实际中操作系统只会给进程分配部分虚拟地址空间，Python的内存分配器也只会使用其中的特定区域，所以你看到的13位只是当前对象地址转成十进制后的长度——它没有固定的结构意义，只是该虚拟地址的十进制形式，长度会随地址本身变化，并非所有64位系统下的id输出都是13位。

地址的结构与唯一性 #

• 结构：CPython中，这个地址是对象在堆内存的起始地址（Python绝大多数对象都存在堆中，包括小整数池里的 interned 对象，它们也位于堆的特定区域）。这里的地址是操作系统给进程映射的虚拟地址，和物理RAM的实际地址不直接对应，操作系统会通过内存管理单元（MMU）完成虚拟地址到物理地址的转换。
• 唯一性：对象在生命周期内，其地址是唯一的；当对象被垃圾回收后，该地址可能被重新分配给新对象，但同一时刻内存中的每个对象都有唯一的地址。

自定义实现类似id()的功能 #

仅适用于CPython实现，可借助ctypes模块直接获取对象的内存地址，代码如下：

import ctypes

def get_object_id(obj):
    # 将Python对象转换为void指针，提取其数值形式的地址
    return ctypes.cast(ctypes.py_object(obj), ctypes.c_void_p).value

测试示例：

a = 5
print(get_object_id(a))  # 输出与id(a)完全一致的十进制数字

注意：该实现依赖CPython的底层机制，在PyPy、Jython等其他Python解释器中不适用——这些解释器的id()仅作为对象的唯一标识符，与内存地址无关。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Serdar Gundogdu