Python 垃圾回收机制略解、交互语句

一、垃圾回收机制略解

垃圾回收机制（简称GC）是Python解释器自带的一种机制，专门用来回收不可用（引用次数为0）的变量值所占用的内存空间。

Python的GC模块主要运用了“引用计数”来跟踪和回收垃圾。在引用计数的基础上，还可以通过“标记-清除”解决容器对象可能产生的循环引用的问题，并且通过“分代回收”以空间换取时间的方式来进一步提高垃圾回收的效率。

1. 引用计数

   #举例讲解概念
   
   x = 10  # 直接引用
   # y = x  # 直接引用 变量名直接关联变量值
   # z = x  # 直接引用 变量名直接关联变量值
   # x/y/z都分别绑定10的内存地址
   print(id(x))  # 140708674410432
   
   l = ['a', 'b', x]  # 间接引用
   print(id(l[2]))  # 140708674410432
   
   d = {'mmm': x}  # 间接引用
   print(id(d['mmm']))  # 140708674410432
   

   #举例讲解原理
   
   x=10
   l=['a','b',x]
   # 列表存储的实质是 l=['a'的内存地址,'b'的内存地址,10的内存地址]
   x=123
   print(l[2])  # 10
   

   #举例讲解原理
   
   x = 10
   print(id(x))  # 140708995274688
   print(id(10))  # 140708995274688
   
   x = 12
   print(id(x))  # 140708995274752
   print(id(12))  # 140708995274752
   

2. 标记清除

   用来解决循环引用带来的内存泄露问题。

   # 循环引用=>导致内存泄露
   l1 = [111, ]
   l2 = [222, ]
   
   l1.append(l2)  # l1=[值111的内存地址，l2列表的内存地址]
   l2.append(l1)  # l2=[值222的内存地址，l1列表的内存地址]
   
   print(l1)  # [111, [222, [...]]]
   print(l2)  # [222, [111, [...]]]
   
   print(l1[1])  # [222, [111, [...]]]
   print(l2[1])  # [111, [222, [...]]]
   
   print(id(l1))  # 2619110589312
   print(id(l2[1]))  # 2619110589312
   
   print(id(l2))  # 2619109535616
   print(id(l1[1]))  # 2619109535616
   

   根据上述代码，l1与l2对列表直接引用，但两列表间又相互间接引用，此时若执行如下代码：

   del l1
   del l2
   

   此时，l1与l2对列表的直接引用被解除，列表也不能被访问，但两列表的引用计数却不为0，这种状况下会被标记清除机制识别为垃圾而被清除。

   #若只解除一个对应关系
   del l1
   

   此时，仍能根据l2访问到原l1对应列表里的数据，故两列表均不会被垃圾回收机制清除。

   判断是否能被访问到，是从栈区的变量名开始，顺着绑定关系线去堆区查找这条关系线对应的数据，若数据有间接引用线，也顺着去找被间接引用的数据，若数据可以被访问到则不会被认为成垃圾而清除。

直接引用与间接引用

​ 直接引用指的是从栈区出发直接引用到的内存地址。

​ 间接引用指的是从栈区出发引用到堆区后，再通过进一步引用才能到达的内存地址。

​ 如：

l2 = [20, 30]  # 列表本身被变量名l2直接引用，包含的元素被列表间接引用
x = 10  # 值10被变量名x直接引用
l1 = [x, l2]  # 列表本身被变量名l1直接引用，包含的元素被列表间接引用

图解如下： 参考文章

3. 分代回收

   用来降低引用计数的扫描频率，提升垃圾回收的效率。

   分代回收的核心思想是：在历经多次扫描的情况下，都没有被回收的变量，GC机制就会认为，该变量是常用变量，GC对其扫描的频率会降低。

二、交互语句

1. 接收用户输入

   python 3：input——且会将用户输入的所有内容都存成字符串类型

   name = input("请输入您的用户名：")
   print(name, type(name))
   

   age = input("请输入的你的年龄： ")
   # 输入18
   print(age, type(age))  # 18，str
   age=int(age)  # int只能将纯数字（整数）的字符串转成整型
   print(age > 16)  #True
   

   python 2.7(了解)：

   ​ raw_input——用法与python3的input一模一样 ​ input——要求用户必须输入一个明确的数据类型，输入的是什么类型，就存成什么类型。

2. 字符串格式化输出

   %：值按照位置与%s一一对应，少一个不行，多一个也不行。

   res = "my name is %s my age is %s" %('Python',"30")
   print(res)
   # my name is Python my age is 30
   
   res = "my name is %s my age is %s" %("30",'Python')
   print(res)
   # my name is 30 my age is Python
   
   res = "my name is %s" %"Python"
   print(res)
   # my name is Python
   

   以字典的形式传值，打破位置对应的限制。

   res = "我的名字是 %(name)s 我的年龄是 %(age)s" %{"age":"30","name":'Python'}
   print(res)
   # 我的名字是 Python 我的年龄是 30
   

   %s可以接收任意类型

   print('my age is %s' %18)
   # my age is 18
   print('my age is %s' % "Hello")
   # my age is Hello
   print('my age is %s' %[1,23])
   # my age is [1, 23]
   print('my age is %s' %{'a':333})
   # my age is {'a': 333}
   

   %d只能接收int

   print('my age is %d' %18)  # %d只能接收int
   # my age is 18
   print('my age is %d' %"18")  #报错
   

   str.format：兼容性好。

   按位置传值：

   res = '我的名字是 {} 我的年龄是 {}'.format('JL',19)
   print(res)
   # 我的名字是 JL 我的年龄是 19
   
   res='我的名字是 {0}{0}{0} 我的年龄是 {1}{1}'.format('JL',19)
   print(res)
   # 我的名字是 JLJLJL 我的年龄是 1919
   

   打破位置的限制，按照key=value传值：

   res="我的名字是 {name} 我的年龄是 {age}".format(age=19,name='JL')
   print(res)
   # 我的名字是 JL 我的年龄是 19
   

   f' '：3.5版本推出，低版本不支持。

   x = input('your name: ')
   y = input('your age: ')
   res = f'我的名字是{x} 我的年龄是{y}'
   print(res)
   

   #了解f的新用法：{}内的字符串可以被当做表达式运行
   res=f'{10+3}'
   print(res)  # 13
   f'{print("aaaa")}'  # aaaa