面试题：Python变量缓存机制及内存优化 - 基础应用

Question

在Python中，已知整数对象在一定范围内会被缓存复用，请举例说明这个范围大概是多少，并阐述如何利用这种缓存机制来优化简单的数值计算场景的内存使用。

Answer 1

整数对象缓存范围

在Python中，通常 -5 到 256 这个范围内的整数对象会被缓存复用。例如：

a = 100
b = 100
print(a is b)  

上述代码中，a 和 b 指向的是同一个对象，因为 100 在 -5 到 256 这个缓存范围内。

利用缓存机制优化内存使用

在简单的数值计算场景中，如果计算结果在缓存范围内，可以减少不必要的对象创建。例如，在一个频繁使用固定范围内整数进行运算的循环中：

result = 0
for i in range(100):
    # 假设这里的计算结果在缓存范围内
    temp = i + 100  
    result += temp

由于 i + 100 的结果（这里假设在 -5 到 256 之间）会复用已缓存的整数对象，而不是每次都创建新的整数对象，从而优化了内存使用。如果计算结果超出该范围，可以考虑通过类型转换或条件判断等方式，尽量让计算结果在缓存范围内。比如：

num = 1000
if num < 257:
    # 进行某些操作
    pass
else:
    num = num % 257  # 使结果在缓存范围内

这样通过合理利用缓存机制，可以在简单数值计算场景中优化内存使用。