python函数对象教学 python对象的方法( 二 )


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Python对象众所周知,Python是一门面向对象的语言,在Python无论是数值、字符串、函数亦或是类型、类,都是对象 。
对象是在 堆 上分配的结构,我们定义的所有变量、函数等,都存储于堆内存,而变量名、函数名则是一个存储于 栈 中、指向堆中具体结构的引用 。
要想深入学习Python,首先需要知道Python对象的定义 。
我们通常说的Python都是指CPython , 底层由C语言实现,源码地址: cpython [GitHub]
Python对象的定义位于 Include/object.h ,是一个名为 PyObject 的结构体:
Python中的所有对象都继承自PyObejct,PyObject包含一个用于垃圾回收的双向链表,一个引用计数变量 ob_refcnt 和 一个类型对象指针 ob_type
从PyObejct的注释中,我们可以看到这样一句:每个指向 可变大小Python对象 的指针也可以转换为 PyVarObject* (可变大小的Python对象会在下文中解释) 。PyVarObejct 就是在PyObject的基础上多了一个 ob_size 字段,用于存储元素个数:
在PyObject结构中 , 还有一个类型对象指针 ob_type,用于表示Python对象是什么类型 , 定义Python对象类型的是一个 PyTypeObject 接口体
实际定义是位于 Include/cpython/object.h 的 _typeobject :
在这个类型对象中,不仅包含了对象的类型,还包含了如分配内存大小、对象标准操作等信息 , 主要分为:
以Python中的 int类型 为例,int类型对象的定义如下:
从PyObject的定义中我们知道,每个对象的 ob_type 都要指向一个具体的类型对象 , 比如一个数值型对象 100 ,它的ob_type会指向 int类型对象PyLong_Type。
PyTypeObject结构体第一行是一个PyObject_VAR_HEAD宏 , 查看宏定义可知PyTypeObject是一个变长对象
也就是说,归根结底 类型对象也是一个对象 ,也有ob_type属性 , 那 PyLong_Type 的 ob_type 是什么呢?
回到PyLong_Type的定义,第一行 PyVarObject_HEAD_INIT(PyType_Type, 0) ,查看对应的宏定义
由以上关系可以知道,PyVarObject_HEAD_INIT(PyType_Type, 0)={ { _PyObject_EXTRA_INIT 1, PyType_Type } 0}  , 将其代入 PyObject_VAR_HEAD ,得到一个变长对象:
这样看就很明确了 , PyLong_Type的类型就是PyType_Typ , 同理可知,Python类型对象的类型就是PyType_Type,而 PyType_Type对象的类型是它本身
从上述内容中,我们知道了对象和对象类型的定义,那么根据定义,对象可以有以下两种分类
Python对象定义有 PyObject 和 PyVarObject  , 因此 , 根据对象大小是否可变的区别,Python对象可以划分为 可变对象(变长对象) 和 不可变对象(定长对象)
原本的对象a大小并没有改变,只是s引用的对象改变了 。这里的对象a、对象b就是定长对象
可以看到,变量l仍然指向对象a , 只是对象a的内容发生了改变,数据量变大了 。这里的对象a就是变长对象
由于存在以上特性,所以使用这两种对象还会带来一种区别:
声明 s2 = s,修改s的值: s = 'new string' ,s2的值不会一起改变,因为只是s指向了一个新的对象,s2指向的旧对象的值并没有发生改变
声明 l2 = l  , 修改l的值: l.append(6)  , 此时l2的值会一起改变,因为l和l2指向的是同一个对象 , 而该对象的内容被l修改了
此外,对于 字符串 对象,Python还有一套内存复用机制,如果两个字符串变量值相同,那它们将共用同一个对象:

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