单个大变量的内存占用是否大于总大小相等的多个小变量之和？

绝大多数情况下，存储N个元素的单个列表a的内存消耗，小于b、c、d三个列表的内存消耗总和，即使三者的元素总数量也为N。

• 每个Python列表都有独立的固定基础开销：在主流64位CPython环境中，一个空列表本身就要占用约40字节的内存（不同版本略有差异），这部分开销和列表存储的元素数量无关。b、c、d会产生3份基础开销，而a只有1份，仅这部分差异就非常明显。
• 列表存储元素的区域本质是指向实际对象的指针数组：64位系统下每个指针占8字节，总元素数都是N的情况下，这部分的内存占用两边完全相等，不会产生差异。
• 动态预分配空间的额外差异：CPython的列表为了优化追加操作的性能，会预分配比实际存储元素更多的冗余空间，预分配的空间大小和列表当前长度正相关。三个列表各自的预分配空间总和，通常也会远大于单个列表的预分配空间。
• 补充说明：如果列表存储的是小整数、驻留字符串这类全局共享的不可变对象，元素本身的内存不会因为拆分到多个列表重复计算，不会影响两者的对比结果。

举个实测参考（64位CPython 3.10环境，暂不计算预分配空间）：
当N=6时，长度为6的a总占用为 40（基础开销） + 6*8（指针空间） = 88字节
如果b、c、d各存2个元素，单个列表占用为 40 + 2*8 = 56字节，三者总占用为 56*3 = 168字节，是a的近2倍。

几乎不存在a内存消耗更高的场景，唯一可能的例外是a刚触发大幅扩容、冗余预分配空间远大于正常水平，同时b、c、d都是完全没有冗余空间的静态生成列表，但这种场景下两者的差异也极小，远低于基础开销带来的固定差值。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex Luque