记忆是将函数转换为数据结构的过程。通常，人们希望增量地、惰性地进行转换(根据给定的域元素——或“键”的要求)。在惰性函数语言中，这种惰性转换可以自动发生，因此可以在没有(显式)副作用的情况下实现内存化。

记忆是保留昂贵的计算结果并返回缓存的结果，而不是不断地重新计算它。

这里有一个例子:

def doSomeExpensiveCalculation(self, input):
    if input not in self.cache:
        <do expensive calculation>
        self.cache[input] = result
    return self.cache[input]

更完整的描述可以在维基百科关于记忆的条目中找到。

functools。缓存装饰:

Python 3.9发布了一个新函数functools.cache。它在内存中缓存带有一组特定参数的函数调用的结果，这就是内存化。它很容易使用:

import functools
import time

@functools.cache
def calculate_double(num):
    time.sleep(1) # sleep for 1 second to simulate a slow calculation
    return num * 2

第一次调用caculate_double(5)时，它将花费一秒钟并返回10。第二次使用相同的参数calculate_double(5)调用该函数时，它将立即返回10。

添加缓存装饰器可以确保如果函数最近为某个特定值被调用，它将不会重新计算该值，而是使用先前缓存的结果。在这种情况下，它可以极大地提高速度，同时代码不会因为缓存的细节而变得混乱。

(编辑:前面的示例使用递归计算了斐波那契数，但我修改了示例以防止混淆，因此出现了旧的注释。)

functools。lru_cache装饰:

如果您需要支持旧版本的Python，请使用functools。lru_cache适用于Python 3.2+。默认情况下，它只缓存最近使用的128个调用，但你可以将maxsize设置为None来指示缓存永远不会过期:

@functools.lru_cache(maxsize=None)
def calculate_double(num):
    # etc

不要忘记内置的hasattr函数，对于那些想要手工制作的人来说。这样就可以将mem缓存保存在函数定义中(而不是全局缓存)。

def fact(n):
    if not hasattr(fact, 'mem'):
        fact.mem = {1: 1}
    if not n in fact.mem:
        fact.mem[n] = n * fact(n - 1)
    return fact.mem[n]

我应该先回答第一部分:什么是记忆?

这只是一种用记忆换取时间的方法。想想乘法表。

在Python中使用可变对象作为默认值通常被认为是不好的。但如果明智地使用它，它实际上可以用于实现记忆。

下面是一个摘自http://docs.python.org/2/faq/design.html#why-are-default-values-shared-between-objects的例子

在函数定义中使用可变dict，中间计算结果可以被缓存(例如，在计算阶乘(9)后计算阶乘(10)时，我们可以重用所有中间结果)

def factorial(n, _cache={1:1}):    
    try:            
        return _cache[n]           
    except IndexError:
        _cache[n] = factorial(n-1)*n
        return _cache[n]

如果要考虑速度:

@functools。cache和@functools.lru_cache(maxsize=None)同样快，在我的系统上循环一百万次需要0.122秒(最好运行15次) 全局缓存变量要慢得多，在我的系统上循环一百万次需要0.180秒(最好运行15次) 一个自我。缓存类变量仍然有点慢，在我的系统上循环一百万次需要0.214秒(最好运行15次)

后两者的实现方式与目前投票最多的答案中描述的类似。

这没有防止内存耗尽，也就是说，我没有在类或全局方法中添加代码来限制缓存的大小，这真的是最基本的实现。如果需要的话，lru_cache方法可以免费提供。

对我来说，一个悬而未决的问题是如何对具有functools装饰器的东西进行单元测试。是否有可能以某种方式清空缓存?单元测试似乎使用class方法(在这里您可以为每个测试实例化一个新类)或全局变量方法(因为您可以使用您的rimportedmodule)是最干净的。Cachevariable ={}来清空它)。