基于《Fluent Python》的序列定义，列表与数组存储值的方式有何差异？

容器序列（以list为例）的存储本质 #

普通list的内部内存结构，本质是一块连续的指针数组，每个槽位仅存储指向堆内存中独立Python对象的8字节引用（64位系统下），本身不存任何元素的实际值。
举个实际存储场景：
当你创建demo_list = [1, 2, 3, 4]时，CPython运行时会完成这些操作：

• 单独在堆上为每个整数1、2、3、4创建独立的Python int对象（每个对象约占28字节内存，包含对象头、类型标记、实际数值）
• 给list分配一块连续内存，依次存入这四个int对象的内存地址，也就是指针
• 整个存储过程中，list和各个int对象的内存是完全分离的，list必须通过指针才能找到对应元素的实际值。

这种结构的优势是灵活性极强：你可以把任意类型的对象塞进list的槽位里，因为槽位存的只是内存地址，不管指向什么类型的对象都能兼容。这也是为什么list可以混合存储不同类型元素的底层原因。

扁平序列（以array.array为例）的存储方式 #

array这类扁平序列的存储逻辑，完全跳过了“独立堆对象+指针引用”的中间层：

1. 初始化时必须显式指定元素的固定类型（比如array.array('f', ...)指定存单精度浮点数、array.array('u', ...)存Unicode字符），运行时会根据这个类型确定每个元素的固定内存宽度。
2. 序列本身的内存块除了极少量的元数据（比如长度、类型编码），后续的连续内存空间直接按照定长宽度，物理写入每个元素的原始二进制值。

同样存4个32位整数的场景下，创建demo_array = array.array('i', [1,2,3,4])时：

• 不会为1、2、3、4创建任何独立的Python int对象
• 直接在array的连续内存块里，按4字节一个的宽度，依次写入这四个整数的二进制补码值：第一个4字节存1的二进制，第二个存2，第三个存3，第四个存4
• 整个值存储过程完全在array自己的内存空间内完成，没有任何跨内存块的指针跳转。

这也是为什么同样存一组整数，array的内存占用会比list低一个数量级的核心原因——list的近一半内存都花在了维护独立对象和指针对象上。

“物理存储实际值”的具体含义 #

书中的表述可以拆解为两个和容器序列的核心区别：

• 无独立元素对象的长期持有：array本身不会长期维护一堆独立Python对象的引用，只有当你主动从array中读取某个元素时，运行时才会临时根据内存块里存的原始二进制值，生成一个对应的Python对象（比如读取到的1，才会创建一个临时的Python int实例），这个临时对象和array本身没有长期的绑定关系，读取完成后就可以被正常回收。
• 直接的内存定位逻辑：因为元素类型固定、宽度固定，定位元素时不需要顺着指针跳转，只需要通过起始内存地址 + 偏移量 * 固定元素宽度的公式，就能直接在array自己的内存块里读取到元素的原始值，全程不需要访问其他区域的内存。

这种结构的代价是灵活性极低：因为元素宽度从初始化时就定死了，无法存入变长的字符串、自定义实例这类非定长的内容，更不能在同一块内存里混存不同宽度的类型。

其他扁平序列的共性 #

书中提到的str、bytes、bytearray、memoryview都遵循这个存储逻辑：

• str和bytes的内存块直接连续存储字符、字节的编码值，不会为每个单独的字符创建独立的小对象
• bytearray是可修改的版本，存储逻辑和bytes完全一致
• memoryview本身不持有独立数据，只是对其他扁平序列的原始值内存块做的可操作视图，自然也没有引用层的结构。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pangna