Python memoryview()

在我们了解内存视图是什么之前，我们需要首先了解 Python 的缓冲区协议。

Python 缓冲区协议

缓冲区协议提供了一种访问对象内部数据的方式。这个内部数据是一个内存数组或一个缓冲区。

缓冲区协议允许一个对象暴露其内部数据（缓冲区），另一个对象访问这些缓冲区而无需中间复制。

此协议只能在 C-API 级别访问，而不能使用我们普通的 codebase。

因此，为了将相同的协议暴露给普通的 Python codebase，内存视图应运而生。

什么是内存视图？

内存视图是 Python 中暴露缓冲区协议的一种安全方式。

它允许您通过创建内存视图对象来访问对象的内部缓冲区。

为什么缓冲区协议和内存视图很重要？

我们需要记住，每当我们对一个对象执行某些操作（调用对象的函数，切片数组）时，Python 都需要创建对象的副本。

如果我们要处理大量数据（例如图像的二进制数据），我们就会不必要地创建大量数据块的副本，这几乎毫无用处。

使用缓冲区协议，我们可以让另一个对象访问/修改大数据而无需复制它。这使得程序占用更少的内存并提高了执行速度。

Python memoryview() 语法

要使用 memoryview() 暴露缓冲区协议，我们使用以下语法

memoryview(obj)

memoryview() 参数

memoryview() 函数接受一个参数

• obj - 其内部数据要暴露的对象。obj 必须支持缓冲区协议（bytes，bytearray）

memoryview() 的返回值

memoryview() 函数返回一个内存视图对象。

示例 1：memoryview() 在 Python 中如何工作？

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

mv = memoryview(random_byte_array)

# access memory view's zeroth index
print(mv[0])

# create byte from memory view
print(bytes(mv[0:2]))

# create list from memory view
print(list(mv[0:3]))

输出

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

在这里，我们从字节数组 random_byte_array 创建了一个内存视图对象 mv。

然后，我们访问了 mv 的第 0 个索引，即 'A'，并打印出来（它给出 ASCII 值 - 65）。

再次，我们访问了 mv 的第 0 和第 1 个索引，即 'AB'，并将它们转换为字节。

最后，我们访问了 mv 的所有索引并将其转换为列表。由于 bytearray 内部存储字母的 ASCII 值，因此输出是 A、B 和 C 的 ASCII 值列表。

示例 2：使用内存视图修改内部数据

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

mv = memoryview(random_byte_array)

# update 1st index of mv to Z
mv[1] = 90
print('After updation:', random_byte_array)

输出

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

在这里，我们将内存视图的第 1 个索引更新为 90，即 Z 的 ASCII 值。

由于内存视图对象 mv 引用了相同的缓冲区/内存，因此更新 mv 中的索引也会更新 random_byte_array。