Rheinwerk Computing < openbook >

 
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Die Programmiersprache Python
Teil I Einstieg in Python
3 Erste Schritte im interaktiven Modus
4 Der Weg zum ersten Programm
5 Kontrollstrukturen
6 Dateien
7 Das Laufzeitmodell
8 Funktionen, Methoden und Attribute
9 Informationsquellen zu Python
Teil II Datentypen
10 Das Nichts – NoneType
11 Operatoren
12 Numerische Datentypen
13 Sequenzielle Datentypen
14 Zuordnungen
15 Mengen
16 Collections
17 Datum und Zeit
18 Aufzählungstypen – Enum
Teil III Fortgeschrittene Programmiertechniken
19 Funktionen
20 Modularisierung
21 Objektorientierung
22 Ausnahmebehandlung
23 Iteratoren
24 Kontextobjekte
25 Manipulation von Funktionen und Methoden
Teil IV Die Standardbibliothek
26 Mathematik
27 Kryptografie
28 Reguläre Ausdrücke
29 Schnittstelle zu Betriebssystem und Laufzeitumgebung
30 Kommandozeilenparameter
31 Dateisystem
32 Parallele Programmierung
33 Datenspeicherung
34 Netzwerkkommunikation
35 Debugging und Qualitätssicherung
36 Dokumentation
Teil V Weiterführende Themen
37 Anbindung an andere Programmiersprachen
38 Distribution von Python-Projekten
39 Grafische Benutzeroberflächen
40 Python als serverseitige Programmiersprache im WWW – ein Einstieg in Django
41 Wissenschaftliches Rechnen
42 Insiderwissen
43 Von Python 2 nach Python 3
A Anhang
Stichwortverzeichnis

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Python 3 von Johannes Ernesti, Peter Kaiser
Das umfassende Handbuch
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Python 3
Pfeil 7 Das Laufzeitmodell
Pfeil 7.1 Die Struktur von Instanzen
Pfeil 7.1.1 Datentyp
Pfeil 7.1.2 Wert
Pfeil 7.1.3 Identität
Pfeil 7.2 Referenzen und Instanzen freigeben
Pfeil 7.3 Mutable vs. immutable Datentypen
Pfeil 7.3.1 Mutable Datentypen und Seiteneffekte
 
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7.2    Referenzen und Instanzen freigeben Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

Während eines Programmlaufs werden in der Regel sehr viele Instanzen angelegt, die aber nicht alle die ganze Zeit benötigt werden. Betrachten wir einmal den folgenden fiktiven Programmanfang:

willkommen = "Herzlich willkommen im Beispielprogramm"
print(willkommen)
# Hier würde es jetzt mit dem restlichen Programm weitergehen

Es ist leicht ersichtlich, dass die von willkommen referenzierte Instanz nach der Begrüßung nicht mehr gebraucht wird und somit während der restlichen Programmlaufzeit sinnlos Speicher verschwendet. Wünschenswert ist also eine Möglichkeit, nicht mehr benötigte Instanzen auf Anfrage entfernen zu können.

Python lässt den Programmierer den Speicher nicht direkt verwalten, sondern übernimmt dies für ihn. Als Folge davon können wir bestehende Instanzen nicht manuell löschen, sondern müssen uns auf einen Automatismus verlassen, die sogenannte Garbage Collection[ 23 ](Die Garbage Collection (dt. Müllabfuhr) ist ein System, das nicht mehr benötigte Datenobjekte entfernt und den dazugehörigen Speicher wieder freigibt. Sie arbeitet für den Programmierer unsichtbar im Hintergrund. ). Trotzdem gibt es eine Form der Einflussnahme:

Instanzen, auf die keine Referenzen mehr verweisen, werden von Python als nicht mehr benötigt eingestuft und dementsprechend wieder freigegeben. Wollen wir also eine Instanz entfernen, müssen wir nur die dazugehörigen Referenzen freigeben. Für diesen Zweck gibt es in Python die del-Anweisung. Nach ihrer Freigabe existiert die Referenz nicht mehr, und ein versuchter Zugriff führt zu einem NameError:

>>> v1 = 1337
>>> v1
1337
>>> del v1
>>> v1
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'v1' is not defined

Möchten Sie mehrere Instanzen auf einmal freigeben, trennen Sie sie einfach durch Kommata voneinander ab:

>>> v1 = 1337
>>> v2 = 2674
>>> v3 = 4011
>>> del v1, v2, v3
>>> v1
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'v1' is not defined

Um zu erkennen, wann für eine Instanz keine Referenzen mehr existieren, speichert Python intern für jede Instanz einen Zähler, den sogenannten Referenzzähler (engl. reference count). Für frisch erzeugte Instanzen hat er den Wert Null. Immer wenn eine neue Referenz auf eine Instanz erzeugt wird, erhöht sich der Referenzzähler der Instanz um eins, und immer wenn eine Referenz freigegeben wird, wird er um eins verringert. Damit gibt der Referenzzähler einer Instanz stets die aktuelle Anzahl von Referenzen an, die auf die Instanz verweisen. Erreicht der Zähler den Wert Null, gibt es für die Instanz keine Referenz mehr. Da Instanzen für den Programmierer nur über Referenzen zugänglich sind, ist der Zugriff auf eine solche Instanz nicht mehr möglich – sie kann gelöscht werden.

 


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