zg手册 之 python2.7.7源码分析（1）-- python中的对象

源代码主要目录结构

1. Demo： python 的示例程序

2. Doc： 文档

3. Grammar： 用BNF的语法定义了Python的全部语法，提供给解析器使用

4. Include： 头文件，在用c/c++编写扩展模块时使用

5. Lib： Python自带的标准库，用python编写的

6. Modules： 用c编写的内建模块的实现，zlib，md5 等

7. Objects： 内建对象类型的实现 list，dict 等

8. PC：      windows 平台相关文件

9. PCbuild： Microsoft Visual C++ 项目工程目录

10. Parser：  对 Python 代码进行词法分析和语法分析的代码

11. Python：  字节码编译器和解释器

12. Tools：   一些用 Python 开发的工具

python 的对象定义和创建

在 python 中，一切都是对象

python 中的对象有定长对象PyObject (如 int 对象)，变长对象PyVarObject（如 list 对象）， Python 的对象都属于这两种之一。对象中包含引用计数和类型信息，管理和创建对象需要用到。还包含属性值的存储空间。

PyObject 对象在内存中的结构类似下面代码：

// 在 Include/object.h 中
// 定长对象
typedef struct _object {
    int ob_refcnt; // 用于内存管理的引用计数
    struct _typeobject *ob_type; // 类型对象，包含类型信息
} PyObject;

// 变长对象
typedef struct {
    int ob_refcnt; // 用于内存管理的引用计数
    struct _typeobject *ob_type; // 类型对象，包含类型信息
    Py_ssize_t ob_size; // 变长对象（容器类: list等）容纳元素的个数
} PyVarObject;

// int 对象
typedef struct {
    PyObject_HEAD
    long ob_ival;
} PyIntObject;

类型对象

在PyObject 的类型对象中（struct _typeobject *ob_type;），有关于类型的名称，内存占用大小，构造，析构函数指针等属性。这些是创建对象所需要的信息。

// 类型对象定义代码片段
typedef struct _typeobject {
    PyObject_VAR_HEAD
    const char *tp_name; /* 名称, 打印时输出的格式 "<module>.<name>" */
    Py_ssize_t tp_basicsize, tp_itemsize; /* 创建对象时分配的内存空间大小 */

    /* 类型实现的标准方法 */
    destructor tp_dealloc;
    printfunc tp_print;
    getattrfunc tp_getattr;
    setattrfunc tp_setattr;
    cmpfunc tp_compare;
    reprfunc tp_repr;

    /* 数值对象的操作方法集合 */
    PyNumberMethods *tp_as_number;

    /* 序列对象的操作方法集合 */
    PySequenceMethods *tp_as_sequence;

    /* 关联对象的操作方法集合 */
    PyMappingMethods *tp_as_mapping;
// ...
} PyTypeObject;

// python 的类的基本类型，所有类型都应该从这个类型继承
PyAPI_DATA(PyTypeObject) PyType_Type; /* built-in 'type' */
PyAPI_DATA(PyTypeObject) PyBaseObject_Type; /* built-in 'object' */
PyAPI_DATA(PyTypeObject) PySuper_Type; /* built-in 'super' */

1. 所有类型对象，自定义类对象的类型都是 PyType_Type（python内置的 type 类型），PyType_Type 本身也是一个对象。

2. 上面的 PyBaseObject_Type 类对象是所有其他类的基类（python中内置的 object 类型）。PyBaseObject_Type 本身也是一个对象。

3. 数值/序列/关联对象的操作方法集合，定义了对象具有这三种对象的操作方法（如数值对象也可以有 []取值操作）。

对象的创建

类型对象在脚本被执行的时候创建，并且添加到符号表。在需要创建类对象的实例时，从符号表中获取类型对象，并创建它的实例（在 symtable.c 文件中有相关符号表的代码）。 C api 创建类对象有一套接口：

// 创建一个整型类对象
PyObject* intObj = PyObject_New(PyObject, &PyInt_Type);

PyObject *_PyObject_New(PyTypeObject *tp)
{
    PyObject *op;
    op = (PyObject *) PyObject_MALLOC(_PyObject_SIZE(tp));
    if (op == NULL)
        return PyErr_NoMemory();
    return PyObject_INIT(op, tp);
}

在 python 中创建对象时，创建过程如下例描述:

class Test(object):
    pass

objTest = Test()

1. PyObject_Call 函数被调用，参数是 Test 类对象

2. 因为继承自 object， 根据类型对象的类型调用 object类型的 tp_call

3. tp_call 调用 tp_new，tp_init（对应 python类的 __init__ 初始化构造函数）。

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