[Python源码学习]之PyObject和PyTypeObject

晨曦之光 发布于 2012/05/08 10:16
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Python C api中的绝大多数函数其参数和返回值中包含 PyObject*。这指针类型指向一个可以表示任何Python对象的不透明的数据结构。所有的Python对象在多数情况下以相同的方式对待。

所有的Python对象(甚至是Python的整数)都包含一个类型和引用计数。一个对象的类型决定了其是一个整数、列表、用户自定义函数还是其他。

引用计数对Python非常重要,引用计数必须显式地操作(通过Py_INCREF()、 Py_DECREF()等)。

本文:

  • PyObject

  • PyVarObject

  • PyTypeObject

PyObject

Include/object.h 提供了比较详细的注释。

  • PyObject 本身几乎没有声明任何东西,但是每一个Python对象的指针都可以cast为PyObject* 。类似地,每一个大小不固定的Python对象指针可以cast为 PyVarObject* 。

  • PyObject_HEAD 定义了每一个PyObject都有的起始片段。

  • Python2.7和Python3.2中,尽管内容一样,但源码的写法上有点小小的不同:

Python2.7

#define PyObject_HEAD                   \
    Py_ssize_t ob_refcnt;               \
    struct _typeobject *ob_type;
typedef struct _object {
    PyObject_HEAD
} PyObject;

Python3.2

typedef struct _object {
    Py_ssize_t ob_refcnt;
    struct _typeobject *ob_type;
} PyObject;
#define PyObject_HEAD PyObject ob_base;

PyObject 是有两个成员的结构体,引用计数、对象类型:

  • ob_refcnt
  • ob_type

其类型分别为 Py_ssize_t 和 struct _typeobject

Py_ssize_t

Py_ssize_t 是一个所占字节数与 size_t 相同的有符号的整数类型(C99中没有定义ssize_t这种类型,某些编译器比如gcc扩展有该类型)。关于该类型的一个介绍见PEP 353

源码位于:Include/pyport.h

#ifdef HAVE_SSIZE_T
typedef ssize_t         Py_ssize_t;
#elif SIZEOF_VOID_P == SIZEOF_SIZE_T
typedef Py_intptr_t     Py_ssize_t;
#else
#   error "Python needs a typedef for Py_ssize_t in pyport.h."
#endif

其中,Py_intptr_t 是可以存放指针的整数类型(C99中定义有 intptr_t),在不支持intptr_t的环境下,它是int、long或long long的别名。

PyVarObject

可变大小的容器对象

与PyObject相比,它多了一个成员:

  • ob_refcnt
  • ob_type
  • ob_size

其中:ob_size 是元素的数目,而不是所需的字节的数目。

Python2.7

#define PyObject_VAR_HEAD               \
    PyObject_HEAD                       \
    Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */

typedef struct {
    PyObject_VAR_HEAD
} PyVarObject;

Python3.2

typedef struct {
    PyObject ob_base;
    Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */
} PyVarObject;
#define PyObject_VAR_HEAD      PyVarObject ob_base;

3个宏用来获取这3个成员的值

#define Py_REFCNT(ob)           (((PyObject*)(ob))->ob_refcnt)
#define Py_TYPE(ob)             (((PyObject*)(ob))->ob_type)
#define Py_SIZE(ob)             (((PyVarObject*)(ob))->ob_size)

PyTypeObject

每一个PyObject第二个成员是都是一个类型对象(PyTypeObject)。PyTypeObject本身是也一个PyVarObject

额,这个东西太复杂了,一堆堆的函数指针,看不懂。

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;
    void *tp_reserved; /* formerly known as tp_compare */
    reprfunc tp_repr;
...
} PyTypeObject;

tp_name

类型的字符串名,比如"str" "int" ...

tp_basicsize

tp_basesize + tp_tiemsize * ob_size

tp_itemsize

tp_doc

文档字符串

创建与析构?

tp_alloc

tp_new

tp_init

tp_del

tp_free

tp_dealloc

C API函数和这些函数指针的对应关系(调用关系):

C API函数

PyTypeObject
中的函数指针

Python表达式

PyObject_Print(PyObject *, FILE *, int)

tp_print
tp_str
tp_repr

 

PyObject_Repr(PyObject *)

tp_repr

repr(o)

PyObject_Str(PyObject *v)

tp_str

str(o)

PyObject_Hash(PyObject *)

tp_hash

hash(o)

PyObject_GetAttr(PyObject *, PyObject*) 

tp_getattr
tp_getattro

o.attr_name

PyObject_CallMethod(PyObject *, char *, ...)

tp_call

o.method(...)

...

   

参考



原文链接:http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6683972
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