PyObject
Everything is object, except keywords
所有的都是对象，除了关键字
Include/object.h
/* PyObject_HEAD 是所有 OBJECT 的初始化段 */
#define PyObject_HEAD PyObject ob_base;
typedef struct _object PyObject;
struct _object {
Py_ssize_t ob_refcnt;
PyTypeObject *ob_type;
};
/* Py_GIL_DISABLED （无 GIL 锁的版本），添加了额外的 mutex */
struct _object {
uintptr_t ob_tid;
uint16_t _padding;
struct _PyMutex ob_mutex; // per-object lock
uint8_t ob_gc_bits; // gc-related state
uint32_t ob_ref_local; // local reference count
Py_ssize_t ob_ref_shared; // shared (atomic) reference count
PyTypeObject *ob_type;
};
ob_refcnt：引用计数器 ob_type：类型对象的指针，指向描述该如何操作此类型的类型对象
this->data 使用 this->ob_type 的处理函数, 处理函数被存放在 this->ob_type->data 中，因此可以在运行时改变类型的属性（处理函数）
我们先来看下 float 类型的数据结构
Include/cpython/floatobject.h
/* FILE: */
typedef struct {
PyObject_HEAD // ob_type = &PyFloat_Type
double ob_fval; // 数据段
} PyFloatObject;
如下是阐述了该如何操作 float 类型的类型对象
Objects/floatobject.c
static PyNumberMethods float_as_number = {
float_add, /* nb_add */
float_sub, /* nb_subtract */
float_mul, /* nb_multiply */
float_rem, /* nb_remainder */
float_divmod, /* nb_divmod */
float_pow, /* nb_power */
(unaryfunc)float_neg, /* nb_negative */
float_float, /* nb_positive */
(unaryfunc)float_abs, /* nb_absolute */
(inquiry)float_bool, /* nb_bool */
0, /* nb_invert */
0, /* nb_lshift */
0, /* nb_rshift */
0, /* nb_and */
0, /* nb_xor */
0, /* nb_or */
float___trunc___impl, /* nb_int */
0, /* nb_reserved */
float_float, /* nb_float */
0, /* nb_inplace_add */
0, /* nb_inplace_subtract */
0, /* nb_inplace_multiply */
0, /* nb_inplace_remainder */
0, /* nb_inplace_power */
0, /* nb_inplace_lshift */
0, /* nb_inplace_rshift */
0, /* nb_inplace_and */
0, /* nb_inplace_xor */
0, /* nb_inplace_or */
float_floor_div, /* nb_floor_divide */
float_div, /* nb_true_divide */
0, /* nb_inplace_floor_divide */
0, /* nb_inplace_true_divide */
};
PyTypeObject PyFloat_Type = {
PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
"float",
sizeof(PyFloatObject),
0,
(destructor)float_dealloc, /* tp_dealloc */
0, /* tp_vectorcall_offset */
0, /* tp_getattr */
0, /* tp_setattr */
0, /* tp_as_async */
(reprfunc)float_repr, /* tp_repr */
&float_as_number, /* tp_as_number */
0, /* tp_as_sequence */
0, /* tp_as_mapping */
(hashfunc)float_hash, /* tp_hash */
0, /* tp_call */
0, /* tp_str */
PyObject_GenericGetAttr, /* tp_getattro */
0, /* tp_setattro */
0, /* tp_as_buffer */
Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_BASETYPE |
_Py_TPFLAGS_MATCH_SELF, /* tp_flags */
float_new__doc__, /* tp_doc */
0, /* tp_traverse */
0, /* tp_clear */
float_richcompare, /* tp_richcompare */
0, /* tp_weaklistoffset */
0, /* tp_iter */
0, /* tp_iternext */
float_methods, /* tp_methods */
0, /* tp_members */
float_getset, /* tp_getset */
0, /* tp_base */
0, /* tp_dict */
0, /* tp_descr_get */
0, /* tp_descr_set */
0, /* tp_dictoffset */
0, /* tp_init */
0, /* tp_alloc */
float_new, /* tp_new */
.tp_vectorcall = (vectorcallfunc)float_vectorcall,
};
进入 float_new 函数，表示该如何 new 一个 float 类型
float_new_impl
// with clinic，这是一个生成 C-Api 的预处理器，拓展成 float_new
static PyObject *float_new_impl(PyTypeObject *type, PyObject *x) {
if (type != &PyFloat_Type) {
if (x == NULL) {
x = _PyLong_GetZero();
}
return float_subtype_new(type, x); /* Wimp out */
}
if (x == NULL) {
return PyFloat_FromDouble(0.0);
}
/* If it's a string, but not a string subclass, use
PyFloat_FromString. */
if (PyUnicode_CheckExact(x))
return PyFloat_FromString(x);
return PyNumber_Float(x);
}
对于 tp_as_number 数值化 tp，则是包含了所有对数值操作的处理函数
例如数值相加 float_add
Objects/floatobject.c
static PyObject *float_add(PyObject *v, PyObject *w) {
double a, b;
CONVERT_TO_DOUBLE(v, a);
CONVERT_TO_DOUBLE(w, b);
a = a + b;
return PyFloat_FromDouble(a);
}
/* ForExample */
PyFloatObject num;
num->ob_fval // 代表具体的数据
同样，像数组这种多个相同类型的不定长ListType，python定义了PyObject_VAR_HEAD
Include/object.h
#define PyObject_VAR_HEAD PyVarObject ob_base;
typedef struct {
PyObject ob_base;
Py_ssize_t ob_size; /* 可变变量数目 */
} PyVarObject;
/* FILE: cpython/Include/cpython/listobject.h */
typedef struct {
PyObject_VAR_HEAD
/* Vector of pointers to list elements. list[0] is ob_item[0], etc. */
PyObject **ob_item; /* 指向的连续指针数组的二级指针，队首对象为*(ob_item[0])，类推 */
Py_ssize_t allocated; /* ob_item指向的指针数组的容量 */
} PyListObject;