getsizeofメソッドが返すのは「bit」か「byte」か

Question

質問

Pythonでは、int型は使える桁数が無制限だと聞きました。
しかし、メモリによってその上限が変わるため
自分の使っているiPad Proではどこまでできるかを調べようと思いました。
以下が実際にギリギリアプリがクラッシュせずに出力できた結果です。

import sys

n = 35957779898

print(sys.getsizeof(1<<n)

# > 4794370680

ドキュメントには「getsizeofはobjectのサイズをバイトで返す」
と書かれていたので、およそ4.79GB消費したら限界を迎えるという結果が分かりました。

Pythonではint型オブジェクトが生成された時に
デフォルトで28bitのメモリを消費するらしいので調べてみたところ

import sys

print(sys.getsizeof(1))

# > 28

👆このような結果になりました。
これは「28bit」ではなく「28byte」なのでしょうか？

同じ方法でメモリサイズを調べているサイト記事では
「28bit」と書かれていました。

自分的には「28bit」だと納得できます。
「1」が「28byte」ものメモリサイズがあるとは思えません。

なぜバイトで返すと書かれているのに
「3.5(byte)」などではなく「28」と出力されるのでしょうか？

追記

import sys

print(sys.getsizeof(1<<32))

この実行結果が「32」になるため
「32bitか」→「28は28bitか」と勘違いしたのかもしれません。

1<<32は33桁の2進数になるため、メモリサイズが4byte分拡張されて
24byte + 4byte + 4byte = 32byte
になるのなら辻褄が合いますね。

あとは24byteのPyVarObjectが理解できればいいのですが
これはどういうものだと解釈すれば良いでしょうか？
オブジェクトを生成する際に、全ての型の元になっている型を
宣言せずに自動的に呼び出しているということでしょうか？

Comments

[TakaiY]

「Pythonではint型オブジェクトが生成された時にデフォルトで28bitのメモリを消費するらしい」というのはどこからの情報でしょうか。
と、書きましたが、ちょっと検索したら出てきました。 そのサイトでbitとしているのは単なる間違えだと思います。

Answer 1

Python における、(最小単位の) int 型オブジェクトの定義は以下になります。

cpython/longintrepr.h at main · python/cpython

struct _longobject {
	PyObject_VAR_HEAD
	digit ob_digit[1];
};

cpython/object.h

#define PyObject_VAR_HEAD      PyVarObject ob_base;

ここで、_longobject 構造体のサイズを調べてみます。

$ gdb python3-dbg  # python command with debug symbols
         :

(gdb) p sizeof(PyVarObject)
$1 = 24
(gdb) p sizeof(digit)
$2 = 4

というわけで、Python における int 型インスタンスの(最小の)占有メモリサイズは 24 + 4 = 28 bytes ということになります。

Comments

[TakaiY]

pythonnoオブジェクトの内部表現についてはいかのドキュメントに説明があります。
https://docs.python.org/ja/3/c-api/structures.html

> あとは24byteのPyVarObjectが理解できればいいのですがこれはどういうものだと解釈すれば良いでしょうか？オブジェクトを生成する際に、全ての型の元になっている型を宣言せずに自動的に呼び出しているということでしょうか？

そういうことではなく、pythonを実装するにあたって、オブジェクトのメモリ上での表現の定義がそうなっているということです。

[bsdfan]

Cの構造体での実装に興味があれば、こちらが参考になるかと。
https://qiita.com/yo314159265/items/0f7050549f1f74423fc7
参照カウントで8バイト、TypeObjectへのポインタで8バイト、可変部分のカウントで8バイトの24バイトっぽいです。
0 は可変部分が不要なのか、24バイトしか使わない模様。

Answer 2

https://docs.python.org/ja/3/library/sys.html#sys.getsizeof

バイト数、と書かれていますね