近日，在閱讀《Fluent Python》的第2.9.2節(jié)時(shí)，有一個(gè)關(guān)于內(nèi)存視圖的例子，當(dāng)時(shí)看的一知半解，后來(lái)查了一些資料，現(xiàn)在總結(jié)一下，以備后續(xù)查詢；

示例復(fù)述

添加了一些額外的代碼，便于更好理解 memoryview

          
            >>> import array
>>> numbers = array.array('h', [-2, -1, 0, 1, 2])
>>> memv = memoryview(numbers)
>>> len(memv)
5
>>> memv[0]
-2
>>> memv_oct = memv.cast('B')
>>> memv_oct

            
              
>>> memv_oct.tolist()
[254, 255, 255, 255, 0, 0, 1, 0, 2, 0]
>>> memv.tolist()
[-2, -1, 0, 1, 2]
>>> memv_oct[5] = 4
>>> numbers
array('h', [-2, -1, 1024, 1, 2])
>>> memv.tolist()
[-2, -1, 1024, 1, 2]
>>> memv_oct.tolist()
[254, 255, 255, 255, 0, 4, 1, 0, 2, 0]
            
          
        

我的理解和疑惑

• nembers 是一個(gè) signed short int 類型的數(shù)組；
• memv 是使用上述數(shù)組創(chuàng)建的一個(gè)memoryview，即 內(nèi)存視圖 ，它使 memv 能夠共享 nembers 數(shù)組的內(nèi)存，但不需要復(fù)制里面的內(nèi)容，這使得 memv 也能夠訪問(wèn)和操作 numbers 數(shù)組的元素； memv[0] # -2 也就可以理解了。
• memv.cast('B') 把 memv 轉(zhuǎn)換成一個(gè) unsigned char int 的新 memoryview ，并返回給 memv_oct 。
• memv_oct.tolist() 的元素比原始數(shù)組多了一倍：
  • signed short int在內(nèi)存中是以2個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)，而 unsigned char int 在內(nèi)存中則是1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)。
  • memv.tolist() 和 numbers 的內(nèi)容還是一樣的，所以 memoryview 只是換個(gè)角度看同一個(gè)事物，即所謂的 橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同
  • 至此，我有一個(gè)不理解的地方：為什么 signed short int 類型的 -2 轉(zhuǎn)換成 unsigned char int 類型時(shí)，變成 254 255 ？
• memv_oct[5] = 4 將 signed short int 類型的 0 的高字節(jié)賦值成 4 ；在二進(jìn)制的層面下看，即 0000 0000 0000 0000 轉(zhuǎn)換成了 0000 0000 0010 0000 ，十進(jìn)制也就是1024；
• 同時(shí)，我們也可以看到 memv.tolist() 也隨著 numbers 改變了。更能說(shuō)明 memoryview 只是對(duì)同一塊數(shù)據(jù)的進(jìn)行不同形式的表達(dá)；

解惑

正整數(shù)的情況可以理解，負(fù)整數(shù)的情況就理解不了，這說(shuō)明正負(fù)整數(shù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式是不一樣的。有了方向我們就直接搜一下吧。

• signed short int 類型的 原碼 最高位表示正負(fù)， 0 代表正數(shù)， 1 代表負(fù)數(shù)。
• 它們內(nèi)存中是以補(bǔ)碼的形式存儲(chǔ)的，其中正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼，是其原碼除符號(hào)位（即最高位）外，其余全部取反，再加1；
• signed short int 類型的 -2 ，其原碼為 0100 0000 0000 0001 ，除符號(hào)位取反，為 1011 1111 1111 1111 ，再加1，為 0111 1111 1111 1111 。當(dāng)以 unsigned char int 類型讀出來(lái)的時(shí)候，就成了 254 255 了； -1 亦是同理，即 255 255 ；

總結(jié)

其實(shí)這都是《計(jì)算機(jī)組成原理》的基本知識(shí)，只是當(dāng)我們習(xí)慣了使用一些高級(jí)編程語(yǔ)言的時(shí)候，對(duì)于這些底層的東西就不那么敏感了。