Python同地址整数独立存储与存入列表时大小差异疑问

你的猜测是对的，差值完全来自列表存储元素引用的指针空间，根本不存在“同一个整数在不同位置存储长度不同”的情况，核心是两个认知偏差导致的误判： #

1. sys.getsizeof() 不会递归统计引用对象的内存 #

这个函数的返回值只包含传入对象自身的内存占用，不会算它指向的其他对象的大小：

• 调用sys.getsizeof(i)拿到的28字节，就是整数5这个对象本身的全部内存：24字节是Python所有对象都有的固定头信息（包含类型指针、引用计数等），剩下4字节是存储整数数值的空间，和你测算的32位存储结论一致。
• 调用sys.getsizeof(ls)拿到的数值，从头到尾都和列表里存的整数本身大小没关系，只算列表这个结构体自己的开销。

2. CPython列表存的是指针，不是元素本身 #

CPython的列表是典型的动态数组结构，它的内存分为两部分：

• 固定开销部分：就是你测到的空列表56字节，包含列表的引用计数、类型指针、当前元素长度、预分配容量、指向底层存储数组的指针这些元信息，和存多少元素无关。
• 动态数组部分：数组里每个位置存的不是元素的实际内容，而是指向对应元素对象的内存地址（即指针）。你用的是64位Ubuntu系统，单个指针的固定长度就是8字节。
  当列表里只有1个元素时，底层数组刚好分配了存1个指针的空间，总大小就是56+8=64字节，和你的测试结果完全匹配。你之前错误地把这8字节指针空间算成了整数本身的存储位，才会得出“列表里的整数是64位”的错误结论。

3. 为什么ls[0]和i的内存地址完全一致？ #

Python默认对[-5, 256]区间的小整数做全局驻留，这个区间内的整数在解释器启动时只会创建一次全局唯一实例。不管你把5赋值给独立变量i，还是放到列表ls里，本质都是存了一个指向这个唯一整数实例的指针：

• 变量i本身是个指针，存的值是0x955ea0（整数5的地址）
• 列表底层数组的第一个位置，存的也是0x955ea0这个地址值
  从头到尾内存里只有一份5的整数对象，始终占28字节，从来没有生成过64位版本的拷贝。你调用sys.getsizeof(ls[0])拿到28字节的结果，就是最直接的证据。

快速验证方法 #

你可以往列表里依次加2个、3个元素，会发现每加一个元素，sys.getsizeof(ls)的增量固定是8字节，不管你存的是小整数、大整数、字符串还是自定义对象，这个增量都不变——这8字节就是指针的固定长度，和存储的元素本身大小没有任何关系。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nova24