Класс memoryview в Python позволяет получать прямой доступ к внутренним данным объекта, который поддерживает протокол буфера обмена, без копирования. Это может быть полезно для работы с большими массивами данных или бинарными файлами.
Пример 1. Байтовый массив
Пример использования класса memoryview с байтовым массивом:
Пример 2. Срезы
Вы также можете использовать срезы при работе с memoryview. Для того, чтобы создать срез из объекта memoryview, вам сначала потребуется создать объект memoryview, который охватывает весь исходный массив. Из этого объекта memoryview можно создать второй объект memoryview, который охватывает часть исходного массива.
Пример:
Обратите внимание, что изменение данных в срезе отражается на исходном массиве.
Пример 3. Array
Вы также можете использовать memoryview в связвке с модулем array. Вот примеры использования memoryview и модуля array в Python:
Обратите внимание, что изменение данных в объекте memoryview отражается на содержимом массива arr.
Протокол буфера обмена
В самом начале, мы сказали, что класс memoryview в Python позволяет получать прямой доступ к внутренним данным объекта, который поддерживает протокол буфера обмена. Давайте подробнее узнаем, что это такое.
Протокол буфера обмена в Python - это механизм, который позволяет объектам Python предоставлять доступ к своим внутренним байтовым массивам другим объектам Python. Это может быть полезно для научных вычислений, где мы часто используем пакеты, такие как NumPy, для эффективного хранения и обработки больших массивов данных.
Протокол буфера обмена имеет две стороны: с одной стороны, тип может экспортировать “интерфейс буфера”, который позволяет объектам этого типа раскрывать информацию о своем базовом буфере. С другой стороны, любой объект Python может запросить доступ к интерфейсу буфера другого объекта и получить представление его данных в виде объекта memoryview или bytearray.
Для того, чтобы поддерживать протокол буфера обмена, тип должен реализовать специальный метод getbuffer, который принимает запрос на доступ к буферу и возвращает структуру Py_buffer с информацией о буфере. Тип также должен реализовать метод releasebuffer, который освобождает ресурсы, связанные с буфером.
Для того, чтобы получить доступ к интерфейсу буфера другого объекта, можно использовать функцию PyMemoryView_FromObject или PyBuffer_FromObject из C API Python. В Python можно использовать функцию memoryview или конструктор bytearray для создания представления данных другого объекта.
Пример реализации интерфейса буфера
Вот пример реализации интерфейса буфера в Python:
Заключение
Так какие же плюсы и минусы мы получим, если будем использовать класс memoryview ?
Плюсы использования класса memoryview:
- Экономия памяти и времени, так как не нужно копировать данные при обращении к ним.
- Возможность изменять данные в исходном объекте через объект memoryview.
- Возможность создавать срезы (slices) из объекта memoryview для работы с частями данных.
Минусы использования класса memoryview:
- Не все объекты поддерживают протокол буфера обмена, например, строки (str) или списки (list).
- Необходимость знать структуру и формат данных в исходном объекте.
Класс memoryview стоит использовать, когда нужно работать с большими объемами данных или бинарными файлами, которые поддерживают протокол буфера обмена. Класс memoryview не стоит использовать при работе с маленькими или простыми данными, которые не поддерживают протокол буфера обмена.