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来源：wklken
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这篇主要涉及Python对象的类型机制
有点绕, 一定要思维清晰的时候再看哦:)
一个例子
>>> a = 1
>>> a
1
>>> type(a)
#等价的两个
>>> type(type(a))
>>> type(int)
#还是等价的两个
>>> type(type(type(a)))
>>> type(type(int))
我们反向推导一个int对象是怎么生成的.
1. 首先, 定义一种类型叫PyTypeObject
代码位置 Include/object.h
定义
typedef struct _typeobject {
/* MARK: base, 注意, 是个变长对象*/
PyObject_VAR_HEAD
const char *tp_name;
/* For printing, in format "." */ //类型名
Py_ssize_t tp_basicsize, tp_itemsize; /* For allocation */ // 创建该类型对象时分配的内存空间大小
// 一堆方法定义, 函数和指针
/* Methods to implement standard operations */
printfunc tp_print;
hashfunc tp_hash;
/* Method suites for standard classes */
PyNumberMethods *tp_as_number; // 数值对象操作
PySequenceMethods *tp_as_sequence; // 序列对象操作
PyMappingMethods *tp_as_mapping; // 字典对象操作
// 一堆属性定义
....
} PyTypeObject;
说明
1. tp_name
类型名, 这里是"type"
2. PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type,
0)
PyVarObject_HEAD_INIT, 这个方法在 Include/object.h中,
等价于
ob_refcnt = 1
*ob_type = &PyType_Type
ob_size = 0
即, PyType_Type的类型是其本身!1. tp_name
类型名, 这里是"type"
2. PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
PyVarObject_HEAD_INIT, 这个方法在 Include/object.h中,
等价于
ob_refcnt = 1
*ob_type = &PyType_Type
ob_size = 0
即, PyType
_Type的类型是其本身!
所有Type都是PyTypeObject的”实例”: PyType_Type/PyInt_Type
2. 然后, 用PyTypeObject初始化得到一个对象PyType_Type
代码位置 Objects/typeobject.c
定义
PyTypeObject PyType_Type = {
PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
"type", /* tp_name */
sizeof(PyHeapTypeObject), /* tp_basicsize */
sizeof(PyMemberDef), /* tp_itemsize */
(destructor)type_dealloc, /* tp_dealloc */
// type对象的方法和属性初始化值
.....
};
说明
1. tp_name
类型名, 这里是"type"
2. PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
PyVarObject_HEAD_INIT, 这个方法在 Include
/object.h中,
等价于
ob_refcnt = 1
*ob_type = &PyType_Type
ob_size = 0
即, PyType_Type的类型是其本身!1. tp_name
类型名, 这里是"type"
2. PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type
, 0)
PyVarObject_HEAD_INIT, 这个方法在 Include/object.h中,
等价于
ob_refcnt = 1
*ob_type = &PyType_Type
ob_size = 0
即, PyType_Type的类型是其本身!1. tp_name
类型名,
这里是"type"
2. PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
PyVarObject_HEAD_INIT, 这个方法在 Include/object.h中,
等价于
ob_refcnt = 1
*ob_type = &PyType_Type
ob_size = 0
即,
PyType_Type的类型是其本身!
结构
第一张图, 箭头表示实例化(google doc用不是很熟找不到对应类型的箭头)
第二张图, 箭头表示指向
使用
# 1. int 的 类型 是`type`
>>> type(int)
# 2. type 的类型 还是`type`, 对应上面说明第二点
>>> type(type(int))
注意: 无论任何时候, ob_type指向的是 PyTypeObject的实例: PyType_Type/PyInt_Type…
3. 再然后, 定义具体的类型, 这里以PyInt_Type为例子
代码位置 Objects/intobject.c
定义
PyTypeObject PyInt_Type = {
PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
"int",
sizeof(PyIntObject),
0,
// int类型的相关方法和属性值
....
(hashfunc)int_hash, /* tp_hash */
};
说明
1. "int"
PyInt_Type的类型名是int
2.PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type,
0)
PyInt_Type的
*ob_type = &PyType_Type
结构
使用
>>> type(1)
<type 'int'>
>>> type(type(1))
<type 'type'>
4. 最后, 生成一个整数对象int
代码位置 Include/intobject.h
定义
typedef struct
{
PyObject_HEAD
long ob_ival;
} PyIntObject;
结构
1. PyIntObject为整数类型
2. 声明一个整数后得到整数对象
3. 对象ob_type指向PyInt_type对象
到这里, 总结下
1. 一切都是对象
2. PyType_Type / PyInt_Type / PyString
_Type ....等
这些是`类型对象`, 可以认为是同级, 都是PyTypeObject这种`类型`的实例!
3. 虽然是同级,
但是其他PyXXX_Type, 其类型指向 PyType_Type
PyType_Type 的类型指向自己, 它是所有类型的`类型`
4. PyTypeObject 是一个变长对象
5. 每个object, 例如PyIntObject都属于一种`类型`
object初始化时进行关联
多态是如何实现的?
对象的多态, 例如hash
>>> hash(1)
1
>>> hash("abc")
1453079729188098211
从上面数据结构可以看到, 方法及属性, 在不同Type实例化时就确定了
PyTypeObject PyInt_Type = {
...
(hashfunc)int_hash,
/* tp_hash */
...
}
PyTypeObject PyString_Type = {
...
(hashfunc)string_hash, /* tp_hash */
...
}
Python内部传递的是泛型指针PyObject *, 函数调用时, 找到其类型* ob_type, 然后调用
object -> ob_type -> tp_hash
即: 大量函数指针决定了该类型的具体行为
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