在Python中优化内存使用，关于__slots__的正确说法是：

回答

• 普通列表/数组：得遍历所有元素（O(n)）
• 哈希表：通过一个“魔法函数”（哈希函数），把"name"→ 变成一个数字（比如12345），然后直接去数组的第12345个位置取值（O(1)）

✨ 这就是“哈希”的魔力：把任意 key 映射到固定范围的整数（数组下标）

CPython 的 dict 使用了一种紧凑型哈希表，不是一张二维表，而是两个一维数组：

1. 索引数组（indices）：表示“哈希值 → entry 位置”的映射

• • 一个一维数组，每个元素是一个“偏移量”或“entry 编号”
  • 初始大小为 8（即使字典为空）
  • 类型可能是int8_t,int16_t,int32_t（根据容量自动选择）
  • indices = [ -1, -1, -1, 2, -1, -1, -1, 1 ] ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 槽0 … 槽7 (-1是空)

  • 查找过程（以"name"为例）：

    1. 计算hash("name") % len(indices)→ 假设结果是2
    2. 查看indices[2]→ 得到2
    3. 去entries[2]找 → key 是"name"，匹配！返回 value"Alice"

1. 条目数组（entries）：按插入顺序存(key, value)

2. 冲突怎么办？——开放寻址（Open Addressing）

   如果两个 key 哈希后落到同一个槽（比如 "name" 和 "game" 都映射到槽 2），怎么办？

   CPython 使用 探测序列（probing）：

   • 如果槽 2 被占了，就试槽 3、槽 4……直到找到空位或匹配项
   • 探测算法是精心设计的（避免聚集）

   这叫 开放寻址法（区别于“链地址法”——用链表存冲突项）。

3. 空表也占内存，因为要预分配最小容量（通常是 8 个槽）：“预留哈希表8个槽位空间（

   避免频繁扩容

   ）” 和 “维护散列表结构”。

用__slots__的对象，没有__dict__→ 不创建哈希表，属性直接存在对象的固定内存偏移处（类似 C struct）

• dk_indices初始时所有槽位都是-1，表示“空”。
• 当插入一个键（如"age"）时：
  1. 计算hash("age")
  2. 取模：index = hash("age") % dk_size（这里dk_size = 8）
  3. 如果dk_indices[index] == -1，就直接用这个槽
  4. 否则，按探测序列找下一个空槽（开放寻址）
  5. 把 entry 的索引号（比如 0）写入该槽

测试扩容：

import sys

# 测试不同大小 dict 的内存
for n in range(1, 8):
    d = {i: i for i in range(n)}
    print(f"n={n}, size={sys.getsizeof(d)}")


输出（典型）：

Text
编辑
n=1, size=240
n=2, size=240
n=3, size=240
n=4, size=240
n=5, size=240   ← 仍 240！
n=6, size=368   ← 扩容了！

根本原因：在“内存浪费”和“频繁扩容”之间找平衡点
哈希表的核心矛盾：

太小 → 插入几个元素就满了 → 频繁 rehash（重建整个表）→ 性能差
太大 → 空表就占很多内存 → 浪费空间
所以必须选一个经验值作为起点。

🔬 二、为什么是 8？而不是 4、16 或 1？
1. 数学依据：负载因子 ≤ 2/3
CPython 要求：

元素数量 ≤ 哈希表容量 × 2/3

所以：

如果初始容量 = 4 → 最多存 floor(4 × 2/3) = 2 个元素
→ 插入第 3 个就扩容！太频繁。
如果初始容量 = 8 → 最多存 floor(8 × 2/3) = 5 个元素
→ 能容纳大多数“小字典”（如函数局部变量、简单配置等）而不扩容。
如果初始容量 = 16 → 最多存 10 个，但空表内存翻倍（indices 从 32B → 64B+）
✅ 8 是最小的、能容纳“常见小字典”的容量。