Функція memoryview() в Python

Функція memoryview() в Python повертає об’єкт представлення пам’яті із вказаного об’єкта. Наприклад:

x = memoryview(b"Hello")

print(x)

# Повертаємо Unicode першого символу
print(x[0])

# Повертаємо Unicode другого символу
print(x[1])

x = memoryview(b"Hello")

print(x)

# Повертаємо Unicode першого символу

print(x[0])

# Повертаємо Unicode другого символу

print(x[1])

Результат:

<memory at 0x14ab8fe6ba00>
72
101

Перш ніж ми перейдемо до того, що таке представлення пам’яті, спочатку нам потрібно розібратися з тим, що таке буферний протокол у Python.

Буферний протокол у Python

Буферний протокол надає спосіб доступу до внутрішніх даних об’єкта. Ці внутрішні дані є масивом пам’яті або буфером. Буферний протокол дозволяє одному об’єкту надавати свої внутрішні дані (буфери), а іншому – отримувати доступ до цих даних без проміжного копіювання.

Цей протокол доступний на рівні C-API та не використовує стандартну кодову базу. Тому, щоб представити один і той же протокол для звичайної кодової бази Python, існують представлення пам’яті.

Що таке представлення пам’яті?

Представлення пам’яті — це безпечний спосіб розкрити буферний протокол в Python, який дозволяє отримати доступ до внутрішніх буферів об’єкта шляхом створення об’єкта представлення пам’яті.

Чому буферний протокол та представлення пам’яті важливі?

Потрібно пам’ятати, що кожного разу, коли ми виконуємо будь-яку дію над об’єктом (викликаємо функцію об’єкта, обрізаємо масив), Python необхідно створити копію об’єкта.

Якщо у нас є великі дані для роботи (наприклад, двійкові дані картинки), ми будемо створювати копії величезних фрагментів даних, які будуть марними. Використовуючи буферний протокол, ми можемо надати об’єкту доступ для використання/зміни великих даних без копіювання. Це змусить програму використовувати менше пам’яті та збільшить швидкість її виконання.

Синтаксис функції memoryview()

memoryview(obj)

1	memoryview(obj)

Параметри функції memoryview()

Функція memoryview() приймає один параметр:

obj — об’єкт, внутрішні дані якого повинні бути розкриті. obj має підтримувати буферний протокол (байти, байтовий масив).

Значення, яке повертає функція memoryview()

Функція memoryview() повертає об’єкт представлення пам’яті.

Приклад №1: Як працює функція memoryview() у Python?

# Випадковий байтовий масив
random_byte_array = bytearray('ABC', 'utf-8')

mv = memoryview(random_byte_array)

# Отримуємо доступ до представлення  пам'яті за нульовим індексом
print(mv[0])

# Створюємо байт з представлення пам'яті
print(bytes(mv[0:2]))

# Створюємо список з представлення пам'яті
print(list(mv[0:3]))

# Випадковий байтовий масив

random_byte_array = bytearray('ABC', 'utf-8')

mv = memoryview(random_byte_array)

# Отримуємо доступ до представлення пам'яті за нульовим індексом

print(mv[0])

# Створюємо байт з представлення пам'яті

print(bytes(mv[0:2]))

# Створюємо список з представлення пам'яті

print(list(mv[0:3]))

Результат:

65
b'AB'
[65, 66, 67]

Тут ми створили об’єкт представлення пам’яті mv з байтового масиву random_byte_array. Потім отримали доступ за нульовим індексом mv до елемента 'A', і вивели його (ASCII-значення якого дорівнює 65) на екран.

Ми знову отримали доступ до індексів mv від 0 до 1, 'AB', і конвертували їх у байти. Зрештою, ми отримали доступ до всіх індексів mv та конвертували їх у список. Оскільки всередині байтовий масив зберігає значення ASCII, результат є списком ASCII-значень 'A', 'B' і 'C'.

Приклад №2: Зміна внутрішніх даних за допомогою представлення пам’яті

# Випадковий байтовий масив
random_byte_array = bytearray('ABC', 'utf-8')
print('Before updation:', random_byte_array)

mv = memoryview(random_byte_array)

# Оновлюємо перший індекс mv на Z
mv[1] = 90
print('After updation:', random_byte_array)

# Випадковий байтовий масив

random_byte_array = bytearray('ABC', 'utf-8')

print('Before updation:', random_byte_array)

mv = memoryview(random_byte_array)

# Оновлюємо перший індекс mv на Z

mv[1] = 90

print('After updation:', random_byte_array)

Результат:

Before updation: bytearray(b'ABC')
After updation: bytearray(b'AZC')

Тут ми оновили перший індекс представлення пам’яті до 90 (ASCII-значення Z). Оскільки об’єкт представлення пам’яті mv посилається на той самий буфер/пам’ять, оновлення індексу mv також оновлює random_byte_array.

Оцінити статтю: