Guido用C语言创造了Python,在Python的世界中一切皆为对象.

一.C视角中的Python对象

让我们一起追溯到源头,Python由C语言实现,且向外提供了C的API http://docs.python.org/c-api/index.html .

我们思考问题的时候,可能对于对象这种东西很容易理解,而计算机能理解的只有0,1序列这样的字节序列,从根本上讲,我们所说的计算机语言中的对象只是在内存中的一块内存空间里的0,1序列而已,这些连续或者非连续的内存空间在更高层次上可以看作是一个整体.在Python中,我们所提到的一般的对象都是C中的结构体在堆Heap上申请的一块内存空间.

为了能够用C语言实现Python的面向对象的机制,需要定义一些结构体,能够操作那些对象的内存空间。

1.PyObject&PyVarObject

所有的Python对象都有一些共同的东西,我们将其高度抽象成一个结构体PyObject

  1. typedef struct _object{
  2. PyObject_HEAD
  3. } PyObject;
  4. //其实PyObject_HEAD这个宏在发行版本中的为
  5. int ob_refcnt;
  6. struct _typeobject *ob_type;

ob_refcnt,就是对象引用计数,它的存在是为了实现了Python的基于引用技术的垃圾回收机制.

还有一个是指向一个类型对象结构体的指针,用以代表该对象的类型.

在C语言的实现的时候,还有一个结构体扩展于PyObject

那便是PyVarObject,其内容为PyObject_VAR_HEAD这个宏,它比PyObject多了一个ob_size,用来表示变长对象的长度,详情见http://docs.python.org/c-api/structures.html

还有一点请大家不要搞混,这里的PyObject和PyVarObject和Python世界中的真实对象没有对应关系,这两个只是Python对象全体在C语言表示中的一种抽象.也就是说在C语言中,只要是一个Python对象结构体的数据,那么其内存的开始部分都会有上面结构体的几个变量,所以一个PyObject的指针便可以指向所有的C语言中的表示Python对象的结构体,这样在C语言的实现中,我们便可以通过这个统一的指针操作所有的内置的Python对象结构体了.

2.PyTypeObject

刚刚还有一个东西没有讲,那便是_typeobject(PyTypeObject)这个结构体,它是Python中所有类型对象的抽象,这样我们在C语言的层次里对于所有的类型对象结构体都可以通过PyTypeObject的指针来调用

  1. typedef struct _typeobject {
  2. //注意开始部分为PyObject_VAR_HEAD
  3. PyObject_VAR_HEAD
  4. char *tp_name; /* For printing, in format
  5. "<module>.<name>" */
  6. int tp_basicsize, tp_itemsize; /* For allocation */
  7. /* Methods to implement standard operations */
  8. destructor tp_dealloc;
  9. printfunc tp_print;
  10. ……
  11. /* More standard operations (here for
  12. binary compatibility) */
  13. hashfunc tp_hash;
  14. ternaryfunc tp_call;
  15. ……
  16. } PyTypeObject;

3.Python内置对象和C结构体的对应

现在Python面向对象机制的对象和类型的抽象都已经说过了,接下来我们来看下在python中真实存在的对象在C语言实现的时候是怎么样的呢?

首先需要谈的是那些Python的内置对象,这些都是C语言定义了的,当Python环境初始化后,这些对象便创建好了。

  1. PyAPI_DATA(PyTypeObject) PyType_Type; /* built-in 'type' */
  2. PyAPI_DATA(PyTypeObject) PyBaseObject_Type; /* built-in 'object' */

object对象在Python中是一个比较基础的对象,它在C语言中对应的结构体是PyBaseObject_Type,从C语言中的这个命名我们可以大概知道这个类是一个类型对象.

还有就是Python中的<type 'type'>在C语言中对应着PyType_Type

  1. PyTypeObject PyType_Type = {
  2. PyObject_HEAD_INIT(&PyType_Type)
  3. 0, /* ob_size */
  4. "type", /* tp_name */
  5. sizeof(PyHeapTypeObject), /* tp_basicsize */
  6. sizeof(PyMemberDef), /* tp_itemsize */
  7. ……
  8. };

我们再看看比较具体的整数

一个整数instance在C语言中的表示的结构体是PyIntObject

  1. typedef struct {
  2. PyObject_HEAD
  3. long ob_ival;
  4. } PyIntObject;

也就是说通过这样的结构体我们就可以在C语言的的运行时中指向Python的整数对象.

那么相应的我们Python的整数类型对象为

  1. yTypeObject PyInt_Type = {
  2. PyObject_HEAD_INIT(&PyType_Type)
  3. 0,
  4. "int",
  5. sizeof(PyIntObject),
  6. ……
  7. };

4.自定义对象

当我们创建一个Python对象的时候,最终都是通过Python的底层来做的,

当我们通过Python语言定义了自己的一个class A之后,Python首先根据你写的代码创建了一个A这样的class对象(类对象),然后当你需要创建A的实例的时候,其实在Python的底层都是通过A这个Class对象进行创建的。

二.Python视角中的对象体系

在单纯的Python的世界中,一切都是对象.这些对象可以分为三类,

metaclasses,classes,instance

其中classes又可以分为内置的type和用户自定义的class

下面我们通过一张图片来作详细的说明

注:

其中C的定义的方式如下(python 中继承于某类直接写在类名后面的括号中):

  1. class C(object):
  2. ......

其中实线表示 is-kind-of 的关系 ,虚线表示is-instance-of的关系.

查看当前classes对象(instances对象没有__bases__属性)的基类的时候,可以用过classes_name.__bases__进行查看,其值为一个Tuple元组(Python支持多继承).

查看当前对象的类型的方法是object_name.__class__

我们可以通过一些测试来证实上面的图:

type为所有类的类

后记:

在看了《Python源码解析》的相关章节之后,感觉作者写的不是很条理或者自己的思维没有跟得上作者的思维。所以我就想抽一个空余时间按照自己的思维方式整理下。

自己计算机的入门语言便是C语言,所以写起来还算顺手。

Python对象体系揭秘的更多相关文章

  1. Python异常处理体系

    1.Python内建异常体系结构 The class hierarchy for built-in exceptions is: BaseException  +-- SystemExit  +-- ...

  2. 【Python】 python对象的文件化 pickle

    pickle 之前隐隐约约在哪里看到过pickle这个模块但一直没怎么用过.然后让我下定决心学习一下这个模块的原因竟然是[妹抖龙女(男)主在工作中用到了pickle哈哈哈].嗯嗯,不扯皮了.pickl ...

  3. 《python解释器源码剖析》第1章--python对象初探

    1.0 序 对象是python中最核心的一个概念,在python的世界中,一切都是对象,整数.字符串.甚至类型.整数类型.字符串类型,都是对象.换句话说,python中面向对象的理念观测的非常彻底,面 ...

  4. python征程3.0(python对象)

    1.python使用对象模型来存储数据.构造任何类型的值都是一个对象.”尽管python被当成一种面向对象的脚本的编程语言“,但你完全能够写出不使用任何类和实例的脚本. python对象都拥有三个特性 ...

  5. python 对象

    python 对象 在python中,对象就是为C中的结构体在堆上申请的一块内存,一般来说,对象是不能被静态初始化的,并且不能再栈空间上生存.本文主要对Python的基本数据类型做简单的介绍. PyO ...

  6. Python 对象的引用计数和拷贝

    Python 对象的引用计数和拷贝 Python是一种面向对象的语言,包括变量.函数.类.模块等等一切皆对象. 在python中,每个对象有以下三个属性: 1.id,每个对象都有一个唯一的身份标识自己 ...

  7. ARPG客户端中场景对象体系设计

    一.场景对象体系 二.场景对象生命周期管理 场景对象的生命周期,不适合采用原始的c++管理方式, 即由使用者自己负责删除.而应该采用引用计数方式, 自动负责删除. 采用引用计数方式, 目前用法比较广的 ...

  8. Python对象(译)

    这是一篇我翻译的文章,确实觉得原文写的非常好,简洁清晰 原文链接:http://effbot.org/zone/python-objects.htm ------------------------- ...

  9. 《Python核心编程》 第四章 Python对象- 课后习题

    练习 4-1. Python对象.与所有Python对象有关的三个属性是什么?请简单的描述一下. 答:身份.类型和值: 身份:每一个对象都有一个唯一的身份标识自己,可以用id()得到.  类型:对象的 ...

随机推荐

  1. MSSQLServer基础06(变量,case,选择语句)

    变量 声明:declare @UserName nvarchar(50) 赋值1:set @UserName=N'杨':修改 赋值2:select @UserName=N'牛':修改 输出:print ...

  2. 写出完美论文的十个技巧10 Tips for Writing the Perfect Paper

    10 Tips for Writing the Perfect Paper Like a gourmet meal or an old master painting, the perfect col ...

  3. javascript grunt安装和使用

    grunt是javascript世界的构建工具. 为何要用构建工具? 一句话:自动化.对于需要反复重复的任务,例如压缩(minification).编译.单元测试.linting等.自动化工具可以减轻 ...

  4. html 表单笔记

         表单 表单中主要包括下列元素: button——普通按钮radio ——单选按钮checkbox——复选框select ——下拉式菜单text ——单行文本框textarea——多行文本框s ...

  5. 【原创】30分钟入门 github

    很久没更新了,这篇文章重点在github的入门使用,读者可以下载github for windows shell,边看边操作,加深印象. 好了,30分钟的愉快之旅开始吧: 一.github使用的注意事 ...

  6. .NET 框架 (转载)

    转载:http://www.tracefact.net/CLR-and-Framework/DotNet-Framework.aspx .NET框架 三年前写的<.NET之美>的第六章,现 ...

  7. 使用HttpClient发送HTTPS请求以及配置Tomcat支持SSL

    这里使用的是HttpComponents-Client-4.1.2 package com.jadyer.util; import java.io.File; import java.io.FileI ...

  8. C#中控件的CheckState和Checked属性区别?

    Checked 和CheckState都是检查控件选中状态,都能判断是否选中控件. 只是Checked 通过布尔判断(true & false): CheckState 通过枚举判断. che ...

  9. Android开发之定义app在手机的安装位置

    定义app在手机的安装位置,可以通过在清单文件中添加属性 android:installLocation="" 该属性有三个值:auto(自动),preferExternal(外部 ...

  10. How to install JDK (Java Development Kit) on Linux

    This tutorial will guide you on how to install JDK (Java Development Kit) on Linux. Since I use Cent ...