面试题：Python中对象生命周期与垃圾回收基础

Question

请简述Python对象生命周期的几个主要阶段，以及垃圾回收机制在其中的作用。另外，解释一下引用计数在Python垃圾回收中的原理。

Answer 1

Python对象生命周期主要阶段

1. 创建阶段：当执行代码创建对象时，如a = 1，Python会在内存中为对象分配空间，并初始化其内部状态。
2. 使用阶段：对象创建后，可以对其进行各种操作，如调用对象的方法、访问对象的属性等。例如a + 2，这里就使用了a这个对象。
3. 销毁阶段：当对象不再被使用时，Python会回收其占用的内存空间，以便重新利用。

垃圾回收机制的作用

垃圾回收机制主要负责在对象的销毁阶段，自动识别并回收那些不再被使用的对象所占用的内存空间。它可以防止内存泄漏，确保程序在长时间运行过程中，不会因为持续创建对象而耗尽内存。

引用计数在Python垃圾回收中的原理

1. 基本原理：Python中每个对象都有一个引用计数，记录了指向该对象的引用（变量）的数量。当对象被创建时，引用计数为1。例如a = 1，对象1的引用计数为1。
2. 引用计数变化：当有新的引用指向该对象时，引用计数加1。比如b = a，此时对象1的引用计数变为2。当一个引用离开其作用域或者被显式赋值为None时，引用计数减1。例如b = None，对象1的引用计数变回1。
3. 垃圾回收触发：当对象的引用计数变为0时，Python垃圾回收机制会立即回收该对象所占用的内存空间。引用计数这种方式简单高效，能及时回收不再使用的对象，但它无法解决循环引用的问题。例如两个对象相互引用，它们的引用计数都不会为0，此时就需要Python的标记 - 清除和分代回收机制来处理这种情况。