Python类与实例属性内存占用及类属性赋值行为机制咨询

针对你创建大量Sub实例的场景，直接给出结论：类属性attr存储的字典数据不会被复制成多份，所有未主动修改过该属性的Sub实例，对attr的引用全部指向同一个全局字典对象。

• 类属性是挂载在类对象（Test类本身、以及继承它的Sub类对象）的属性字典上的，不属于任何单个实例的内存空间。
• 通过实例访问属性时，Python会按照“先查实例自身属性字典、找不到再沿继承链向上查对应类的属性字典”的规则做查找。没有在自身字典中定义过attr的实例，访问该属性时本质都是读取类对象上挂载的唯一原始字典，全程不会发生数据拷贝。
• 你可以快速验证这一点：对所有创建出的Sub实例执行id(实例.attr)，只要实例没有被主动赋值过attr，这个返回的内存地址值完全一致，直接能证明它们指向同一个对象。

你观察到的“给单个实例赋值attr不会影响其他实例引用”的行为，是Python属性读写规则的直接结果，和你的预期偏差来自两个核心逻辑差异：

• 读操作的查找规则：如前所述，访问属性时会从实例自身到类逐级向上查找，优先命中实例自己定义的同名属性，找不到才会读类上的属性。
• 写操作的赋值规则：执行实例.属性名 = 值的赋值操作时，Python完全不会触发向上查找流程，默认会直接把这个键值对写入当前实例自己的属性字典，根本不会修改类对象上的同名属性。

对应你的测试代码逐段解释行为：

1. 初始状态下，test1和test2的自身属性字典中都没有attr键，因此两者读取attr时都会找到类上挂载的共享原始字典，test1.attr == test2.attr返回True。
2. 当执行test1.attr = {}时，Python没有去修改类上的原始attr，而是直接在test1的自身属性字典中新增了键为attr、值为新建空字典的条目。
3. 后续读取test1.attr时，Python首先在test1自身的属性字典里找到了这个空字典，就不会再向上查找类上的共享对象；而test2的自身字典里依然没有attr键，它读取时还是会指向类上的原始共享字典，因此两者比较结果为False。

常见误区补充：
如果不重新给实例.attr整体赋值，而是直接修改这个共享字典的内容（比如写test1.attr["key"] = "value"），因为没有触发实例级的属性赋值流程，所有未单独定义过attr的实例都会同步看到这个改动，因为本质上它们都指向同一个被修改的原始字典。只有对实例.attr整体重新赋值时，才会在实例上创建一个遮蔽属性，切断对类属性的直接访问，完全不影响其他实例和类本身的原始属性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Michael