元素名称 | 说明 |
---|---|
ob_refcnt | 引用计数,对象被其他地方引用时加一,引用解除时减一; 当引用计数为零,便可将对象回收,这是最简单的垃圾回收机制。 |
ob_type | 类型指针指向对象的类型对象,类型对象描述实例对象的数据及行为。 |
_PyObject_HEAD_EXTRA | 宏,同样定义在Include/object.h头文件内。 |
#ifdef Py_TRACE_REFS /* Define pointers to support a doubly-linked list of all live heap objects. */ #define _PyObject_HEAD_EXTRA \ struct _object *_ob_next; \ struct _object *_ob_prev; #define _PyObject_EXTRA_INIT 0, 0, #else #define _PyObject_HEAD_EXTRA #define _PyObject_EXTRA_INIT #endif
如果Py_TRACE_REFS
被定义,宏展开为两个指针ob_next
和ob_prev
用来实现双向链表。注释中说明,双向链表用于跟踪所有活跃堆对象,一般不启用,不深入介绍。
用于表示变长对象的PyVarObject
结构体是在PyObject
结构体的基础上加入长度信息。
typedef struct { PyObject ob_base; Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */ } PyVarObject;
相比object
结构体增加了ob_size
字段用于记录元素个数。
具体实例对象视其内存大小是否固定,决定其属于定长对象还是变长对象。相应的需要具有头部信息PyObject
或PyVarObject
。
因此,头文件准备了两个头部信息的宏定义PyObject_HEAD
和PyObject_VAR_HEAD
,方便对象使用,
#define PyObject_HEAD PyObject ob_base; #define PyObject_VAR_HEAD PyVarObject ob_base;
宏定义说明,
#define PyObject_HEAD PyObject ob_base; 表示将代码中其他出现PyObject_HEAD的地方,替换成PyObject ob_base;
内存大小固定的浮点数类的实现只需在PyObject
头部基础上,用一个双精度浮点数double加以实现,
typedef struct { PyObject_HEAD double ob_fval; } PyFloatObject;
内存大小不固定的列表对象则需要在PyVarObject
头部的基础上,用一个动态数组加以实现,数组存储列表包含的对象,即 PyObject 指针,
typedef struct { PyObject_VAR_HEAD PyObject **ob_item; Py_ssize_t allocated; } PyListObject;
PyListObject底层由一个数组实现,关键字段是以下3个,
字段 | 说明 |
---|---|
ob_item | 指向动态数组的指针,数组保存元素对象指针。 |
allocated | 动态数组总长度,即列表当前的 容量。 |
ob_size | 当前元素个数,即列表当前的 长度。 |
列表容量不足时,Python会自动扩容,具体机制见list源码解读。
PyObject_HEAD_INIT
用于定长对象头部信息初始化。将引用计数ob_refcnt
设置为1并将对象类型ob_type
设置成给定类型。
#define PyObject_HEAD_INIT(type) \ { _PyObject_EXTRA_INIT \ 1, type },
PyVarObject_HEAD_INIT
用于变长对象头部信息初始化。在前者基础上进一步设置长度字段ob_size
。
#define PyVarObject_HEAD_INIT(type, size) \ { PyObject_HEAD_INIT(type) size },
在源码中经常见到这两个宏定义。
PyObject
记录了Python中所有对象共有的信息。如引用计数、类型指针和变长对象特有的元素个数。但是还有一些细节需要考虑,
这些作为对象的元信息 ,应该由一个独立实体保存,与对象所属类型密切相关。PyObject
中包含的ob_type
指针,指向一个类型对象。类型对象PyTypeObject
也在Include/object.h
中定义,关键字段如下,
typedef struct _typeobject { PyObject_VAR_HEAD const char *tp_name; /* For printing, in format "module>.name>" */ Py_ssize_t tp_basicsize, tp_itemsize; /* For allocation */ /* Methods to implement standard operations */ destructor tp_dealloc; printfunc tp_print; getattrfunc tp_getattr; setattrfunc tp_setattr; // ... /* Attribute descriptor and subclassing stuff */ struct _typeobject *tp_base; // ...... } PyTypeObject;
类型对象PyTypeObject
是一个变长对象,包含变长对象头部信息PyObject_VAR_HEAD
和专有字段,
字段 | 说明 |
---|---|
类型名称 | tp_name字段 |
类型的继承信息 | tp_base字段指向基类对象 |
创建实例对象时所需的内存信息 | tp_basicsize 和 tp_itemsize 字段 |
该类型支持的相关操作信息 | tp_print、tp_getattr等函数指针 |
PyTypeObject
就是类型对象在 Python 中的表现形式,对应着面向对象中“类”的概念。PyTypeObject
结构很复杂,目前只需要知道它保存着对象的元信息,描述对象的类型即可。
以float为例,考察类型对象和实例对象在内存中的形态和关系,
>>> float class 'float'> >>> pi = 3.14 >>> e = 2.71 >>> type(pi) is float True
PyFloatObject
结构体,除了公共头部字段ob_refcnt
和ob_type
,专有字段ob_fval
保存了对应的数值。PyTypeObject
结构体,保存了类型名、内存分配信息以及浮点数相关操作。实例对象的ob_type
字段指向类型对象,Python 据此判断对象类型,进而获悉关于对象的元信息。上图的内容并不完全正确,更深入的解读见后一篇博文。
到此这篇关于Python源码学习之PyObject和PyTypeObject的文章就介绍到这了,更多相关PyObject和PyTypeObject内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!