Python中元组、列表和字典的存储方式
在Python中，元组、列表和字典是怎么存储的呢？
首先，元组（tuple）是一种不可变的数据结构，这意味着一旦你创建了一个元组，就不能再改变它里面的内容。这是因为元组在内存中是以一种特殊的方式存储的，设计上就是为了保持数据的稳定性和安全性。想象一下，元组就像一个装满了固定物品的箱子，你不能随便把里面的东西拿出来或换掉。
而列表（list）则是可变的，你可以随时添加、删除或修改里面的元素。列表就像一个可以随意调整的书架，你可以随时把书拿出来或者放进去。
至于字典（dictionary），它是一种以键值对形式存储数据的结构。你可以把字典想象成一个带标签的文件夹，每个标签（键）都指向一个具体的内容（值）。字典也可以随意修改，你可以添加新的标签或者改变已有标签指向的内容。
总的来说，元组、列表和字典在内存中的存储方式不同，导致了它们在使用上的不同特点。元组的不可变性让它在某些情况下更加安全，而列表和字典的灵活性则让它们在处理数据时更加方便。
1 个回答
在后端，不同的Python实现对数据的存储方式是不同的。
不过，数据是怎么存储的，几乎和你不能改变元组没有关系。你不能改变元组是因为它们被设计成不可变的。元组没有实现 __setitem__ 方法或者 append 方法。用ABC（抽象基类）的术语来说（这通常是你最关心的，而不是底层的实现），元组只实现了 Sequence，而没有实现 MutableSequence。在大多数实现中，元组和列表的底层结构差不多，只是元组可能不知道怎么扩展；它们的主要区别在于没有实现可以改变内容的方法。
在CPython中：
元组和列表都有一个小的头部和一个指向连续数组的指针，这个数组里存的是指向 PyObject 的指针。如果你在列表已经满了的时候再添加元素，它会分配一个新的、更大的数组，把现有的指针复制过去，然后删除旧的数组。
字典则有一个小的头部和一个指向哈希表的指针，哈希表中的每个桶里都有一个哈希值、一个键和一个值（键和值都是指向 PyObject 的指针）。
这些细节在C API中有文档说明，具体可以查看 Concrete Objects Layer。源代码在 Objects 目录下。（注意，在C API层面，你实际上可以调用 PyTuple_SetItem，甚至 _PyTuple_Resize，但如果任何Python代码可能看到这个元组，强烈不建议这样做。）
* 实际上，在最新版本中，哈希表可以分成两部分，这样多个字典可以共享相同的键。有关如何实现的细节，请查看 PEP 412 和 dictobject.c 中的评论。
在PyPy中，Python的列表、元组和字典对象实际上是用RPython（Python的一个子集）实现的，然后通过PyPy的魔法转换成C。元组和列表的实现基本上和你预期的一样，但字典有一些聪明的技巧，值得一读。*
* 它基本上把“分表”这个概念进一步发展了——更准确地说，CPython借用了PyPy的分表思路，但没有做得那么深入。
在Jython和IronPython中，元组和列表分别是用Java和C#实现的。记得早期版本的Jython直接使用Java的集合类型来实现Python的类型，但他们很久以前就停止了这种做法，代码更像CPython（只是基于Java数组，而不是C的指针）。它的实现和CPython 2.5-2.7时期的相似。我猜IronPython也是类似的，但我没有去查。
在我知道的两个部分Python在JavaScript中的实现中，这三种类型都是基于JS的 Object 实现的，但在字典的键处理上需要做一些复杂的操作。