Задача №1. Диапазон оптимизации выделения памяти под объекты int

Известно, что в современной реализации CPython следующий код:

x = 5
y = 5

даёт две ссылки x и y на один и тот же объект int(5), то есть:

id(x) == id(y)

Задача

Найти максимальный диапазон целых чисел [-M, N], для которого вышеобозначенное утверждение верно.

Решение

CPython кэширует малые целые числа (small integer cache). При старте интерпретатора создаётся массив объектов int для чисел из некоторого непрерывного диапазона [lo, hi], и любое обращение к числу внутри этого диапазона возвращает ссылку на уже существующий объект. Достаточно идти от нуля в обе стороны по одному шагу, пока утверждение id(x) == id(y) выполняется. Как только оно перестало выполняться - мы нашли границу.

Структура проекта

.
├── main.py # решение задачи
├── test_main.py # тесты
├── requirements.txt # зависимости
├── .gitignore
└── README.md

Запуск

1. Клонировать репозиторий

git clone https://github.com/spbstu-python-labs-sem5/task-1-int-optimization.git
cd task-1-int-optimization

2. Создать виртуальное окружение

python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate # Linux / macOS
# .venv\Scripts\activate # Windows

3. Установить зависимости

pip install -r requirements.txt

Файл requirements.txt содержит:

pytest==8.3.4

4. Запустить решение

python3 main.py

Ожидаемый вывод:

Диапазон: [-5, 256]
M = 5, N = 256

5. Запустить тесты

pytest -v

Ожидаемый вывод:

test_main.py::test_known_range PASSED
test_main.py::test_boundaries PASSED