정적 할당과 동적 할당 / 파이썬 int 자료형 범위

 

- 파이썬 무한 정수의 비밀 (int 자료형의 범위에 제한이 없음)

 

• C나 Java같은 다른 언어는 고정 정밀도 산술 (Fixed-precision arithmetic) 
  • 하드웨어(CPU)의 레지스터 크기에 맞춰 데이터를 처리하기 때문에 속도는 매우 빠르지만,
  • 표현할 수 있는 수의 범위에 한계가 명확함

• 파이썬은 임의 정밀도 산술 (Arbitrary-precision arithmetic)
  • 파이썬3의 int는 내부적으로 PyObject 구조체로 구현되어 있음
  • 숫자를 30비트 단위로 쪼개서 배열 형태로 저장함
  • 숫자가 커지면 이 배열의 크기를 늘리는 동적 할당(Dynamic Allocation) 방식 사용
• 장단점
  • 오버헤드
    • 단수 정수 연산도 배열을 순회하며 계산해야 하므로 CPU의 기본 명령어를 직접 사용하는 C언어보다 연산 오버헤드가 큼
• 객체 참조 (Object Reference) 
  • 우리가 변수를 쓸 때는 위치를 참조하는 것!
  • 파이썬의 모든 변수는 포인터!!!
  • 변수는 실제 숫자 데이터가 저장된 PyObject 구조체의 메모리 시작 주소를 가리키고 있을 뿐!

 

 

- 정적할당과 동적할당

• 정적 할당 (Static Allocation)
  • 컴파일 타임에 결정되는 메모리
  • 프로그램이 실행되기 전인 컴파일 단계에서 필요한 메모리 크기가 결정됨
  • 실행 속도가 매우 빠르고 관리가 자동(함수 종료 시 해제)이지만,
  • 프로그램 실행 중에 크기를 늘리거나 줄일 수 없음
  • ex) C언어의 int arr[10];
• 동적 할당 (Dynamic Allocation)
  • 프로그램이 실행 중(Runtime)에 필요한 만큼 메모리를 요청함
  • 메모리를 효율적으로 쓸 수 있고 유연하지만 관리가 까다로움
  • C언어에서는 개발자가 직접 해제(free)해야하고, 안하면 메모리 누수(Memory Leak)가 발생함
  • 파이썬은 가비지 컬렉터(GC)가 이걸 대신 해줌!! (편리)