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Python 的 type 和 object 之间是怎么一种关系?

2017-08-11 14:06 585 查看
python有很多内置数据类型,比如int、float、str等,还有type、object,以及我们自定义的类,他们都什么关系呢?

原文:Python 的 type 和 object 之间是怎么一种关系?

注意:

此文测试环境是python2.2+,python3有不同不同

给别人讲解过很多次,但写成文字是第一次。试一试吧,自己主要也是看了这篇文章(Python Types and Objects)才懂的。

object 和 type的关系很像鸡和蛋的关系,先有object还是先有type没法说,obejct和type是共生的关系,必须同时出现的。

在看下去之前,也要请先明白,在Python里面,所有的东西都是对象的概念。

在面向对象体系里面,存在两种关系:

父子关系,即继承关系,表现为子类继承于父类,如『蛇』类继承自『爬行动物』类,我们说『蛇是一种爬行动物』,英文说『snake is a kind of reptile』。在python里要查看一个类型的父类,使用它的bases属性可以查看。

类型实例关系,表现为某个类型的实例化,例如『萌萌是一条蛇』,英文说『萌萌 is an instance of snake』。在python里要查看一个实例的类型,使用它的class属性可以查看,或者使用type()函数查看。

这两种关系使用下面这张图简单示意,继承关系使用实线从子到父连接,类型实例关系使用虚线从实例到类型连接:



我们将使用一块白板来描述一下Python里面对象的关系,白板划分成三列:



先来看看type和object:

>>> object
<type 'object'>
>>> type
<type 'type'>


它们都是type的一个实例,表示它们都是类型对象。

在Python的世界中,object是父子关系的顶端,所有的数据类型的父类都是它;type是类型实例关系的顶端,所有对象都是它的实例的。

它们两个的关系可以这样描述:

object是一个type,object is and instance of type。即Object是type的一个实例。

>>> object.__class__
<type 'type'>
>>> object.__bases__  # object 无父类,因为它是链条顶端。
()


type是一种object, type is kind of object。即Type是object的子类。

>>> type.__bases__
(<type 'object'>,)
>>> type.__class__  # type的类型是自己
<type 'type'>


此时,白板上对象的关系如下图:



我们再引入list, dict, tuple 这些内置数据类型来看看:

>>> list.__bases__
(<type 'object'>,)
>>> list.__class__
<type 'type'>

>>> dict.__bases__
(<type 'object'>,)
>>> dict.__class__
<type 'type'>

>>> tuple.__class__
<type 'type'>
>>> tuple.__bases__
(<type 'object'>,)


它们的父类都是object,类型都是type。

再实例化一个list看看:

>>> mylist = [1,2,3]

>>> mylist.__class__
<type 'list'>

>>> mylist.__bases__
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'list' object has no attribute '__bases__'
>>> mylist.__bases__


实例化的list的类型是
<type 'list'>
, 而没有了父类。

把它们加到白板上去:


白板上的虚线表示源是目标的实例,实线表示源是目标的子类。即,左边的是右边的类型,而上面的是下面的父亲

虚线是跨列产生关系,而实线只能在一列内产生关系。除了type和object两者外。

当我们自己去定个一个类及实例化它的时候,和上面的对象们又是什么关系呢?试一下:

>>> class C(object):
...    pass
...

>>> C.__class__
<type 'type'>
>>> C.__bases__
(<type 'object'>,)

>>> c = C()

>>> c.__class__
<class '__main__.C'>

>>> c.__bases__
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'C' object has no attribute '__bases__'


这个实例化的C类对象也是没有父类的属性的。

再更新一下白板:


白板上的第一列,目前只有type,我们先把这列的东西叫
Type


白板上的第二列,它们既是第三列的类型,又是第一列的实例,我们把这列的对象叫
TypeObject


白板上的第三列,它们是第二列类型的实例,而没有父类(
__bases__
)的,我们把它们叫
Instance


你以为事情就这样完了?不。。看见type孤零零在第一列其实不是那么舒服。。我们给它整几个玩伴看看。但要怎么整呢?

要属于第一列的,必须是type的子类,那么我们只需要继承type来定义类就可以了:

>>> class M (type):
...     pass
...

>>> M.__class__
<type 'type'>

>>> M.__bases__
(<type 'type'>,)


嗯嗯,M类的类型和父类都是type。这个时候,我们可以把它归到第一列去。那么,要怎么样实例化M类型呢?实例化后它应该出现在那个列?嗯嗯,好吧,刚才你一不小心创建了一个元类,MetaClass!即类的类。如果你要实例化一个元类,那还是得定义一个类:

>>> class MT(object):
...     __metaclass__=M
...

>>> MT.__class__
<class '__main__.M'>

>>> MT.__bases__
(<type 'object'>,)


好了,现在TM这个类就是出现在第二列的。因为
__bases__
是object,属于第二列。

再总结一下:

第一列,元类列,type是所有元类的父亲。我们可以通过继承type来创建元类

第二列,TypeObject列,也称类列,object是所有类的父亲,大部份我们直接使用的数据类型都存在这个列的。

第三列,实例列,实例是对象关系链的末端,不能再被子类化和实例化。到现在为止,Python类型的秘密已经说穿了,不一小心连元类也暴露了。哎。慢慢消化吧,信息量很大。
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