Python 中的对象概述
2016-07-14 00:00
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在 Python 的世界中，一切皆对象。 int / list / dict / … 都是对象，除此之外，函数、类本身也是对象，那么，这些对象究竟是什么呢？
从结果看，Python 中的对象是 C 语言中结构体在堆上申请的一片内存区域。而在具体实现上，这里先简单描述一下。
简化后即为：
在 PyObject 中，
事实上，就是在
由此，Python 中所有对象在实现的时候，内存无非如下两种情况：
可以理解为，
ty_name：类型名
tp_basicsize, tp_itemsize：创建类型对象时分配的内存大小信息
被省略掉的部分：与该类型关联的操作（函数指针）
这里只是简单描述，上面的内容有些偏颇，暂不必过分深究。
再看一眼
事实上，它就是 Python 语言中的
从结果看，Python 中的对象是 C 语言中结构体在堆上申请的一片内存区域。而在具体实现上，这里先简单描述一下。
万物基于 MIUI： PyObject
在 Python 中，所有对象都共有一些特性，这些特性定义在PyObject中。
PyObject定义在
Include/object.h中：
#define PyObject_HEAD \
_PyObject_HEAD_EXTRA \
Py_ssize_t ob_refcnt; \
struct _typeobject *ob_type;
typedef struct _object {
PyObject_HEAD
} PyObject;简化后即为：
typedef struct _object {
int ob_refcnt;
struct _typeobject *ob_type;
} PyObject;在 PyObject 中，
ob_refcnt用以记录对象的引用数（与引用计数的内存回收相关，这里暂且不表），当有新的指针指向某对象时，
ob_refcnt的值加 1， 当指向某对象的指针删除时，
ob_refcnt的值减 1，当其值为零的时候，则可以将该对象从堆中删除（事实上并不会立即删除，这里暂且不表）。除了
ob_refcnt之外，还有一个 指向
_typeobject指针
ob_type。这个结构体用于表示对象类型。跳过
_typeobject，可以发现， Python 对象的核心在于一个引用计数和一个类型信息。
PyObject定义的内容会出现在每个对象所占内存的开始部分。
定长对象与变长对象
在 Python 中，除了bool
float这样的定长对象（一旦确定下来需要的内存，便不再有改动），还有另外一种对象：长度可变的对象。这种对象在 Python 的实现中通过
PyVarObject结构体来表示：
#define PyObject_VAR_HEAD \
PyObject_HEAD \
Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */
typedef struct {
PyObject_VAR_HEAD
} PyVarObject;事实上，就是在
PyObject的基础上，多了一个
ob_size变量，用以标识对象的长度（是长度，不是内存占用）。也就是说，其实
PyVarObject就是
PyObject的一个拓展，于是，在 Python 中，所有的对象都可以通过
PyObject *指针来引用，这一点非常重要，它使得很多操作变得统一（这篇博客暂不详述）。
由此，Python 中所有对象在实现的时候，内存无非如下两种情况：
定长对象 变长对象 +-----------+ +-----------+ | ob_refcnt | | ob_refcnt | +-----------+ +-----------+ | ob_type | | ob_type | +-----------+ +-----------+ | | | ob_size | | | +-----------+ | other | | | | | | other | | | | | +-----------+ +-----------+
道生一：PyTypeObject
在描述PyObject的时候，提到了一个
_typeobject结构体。那么，它是干什么的呢？想象一下，一个对象在创建的时候需要多少内存、这个对象的类名是什么等等信息，又是如何记录和区分的呢？
_typeobject（也就是
PyTypeObject）可以被称之为“指定对象类型的类型对象”，其定义如下：
typedef struct _typeobject {
PyObject_VAR_HEAD
const char *tp_name; /* For printing, in format "." */
Py_ssize_t tp_basicsize, tp_itemsize; /* For allocation */
// ...... 省略部分暂时不关心的内容
} PyTypeObject;可以理解为，
PyTypeObject对象是 Python 中面向对象理念中“类”这个概念的实现，这里只是简单介绍其定义中的部分内容：
ty_name：类型名
tp_basicsize, tp_itemsize：创建类型对象时分配的内存大小信息
被省略掉的部分：与该类型关联的操作（函数指针）
这里只是简单描述，上面的内容有些偏颇，暂不必过分深究。
再看一眼
PyTypeObject的定义，可以发现在最开始也有一个
PyObject_VAR_HEAD，这意味着它也是一个对象。那么，
PyTypeObject既然是指示类型的对象，那么它的类型又是什么呢？答案是
PyType_Type：
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 */
// ...... 省略了部分内容
};事实上，它就是 Python 语言中的
type对象就是
PyType_Type，它是所有 class 的 class，在 Python 中叫做 metaclass。其实，在实现中它的
ob_type指针又指向了自己本身，既是：
PyType_Type +-----------+
小结
简单概述了 Python 中的对象的最模糊的概念。
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