探索Python的多态是怎么实现的

Posted 2021-02-14 Walt Hwang

　　多态是指通过基类的指针或者引用，在运行时动态调用实际绑定对象函数的行为。       

　　对于其他如C++的语言，多态是通过在基类的函数前加上virtual关键字，在派生类中重写该函数，运行时将会根据对象的实际类型来调用相应的函数。如果对象类型是派生类，就调用派生类的函数；如果对象类型是基类，就调用基类的函数。

class A
{
public:
    virtual void show()
    {
        cout <<"A";
    }
};
class B:public A
{
public:
    void show()
    {
        cout << "B";
    }

};
int main()
{
    A*p = new B(); //父类指针指向子类对象
    p->show();
}

　　而在python中，可以这么写

class A:
    def say(self):
        print(\'A\')

class B:
    def say(self):
        print(\'B\')

def say(obj):
    obj.say()

a = A()
say(a)

　　那么，它内部是怎么实现的呢？

　　首先，我们先看一下Python源码中的object.h文件的顶部注释

　　

　　在第一句里面写着，对象总是通过指针PyObject *来访问。那么什么是PyObject呢。

　　在Python中，所有的东西都是对象，而PyObject里面是所有对象中所拥有的相同的内容。

　　我们来看两个结构体：

typedef struct _object {
    _PyObject_HEAD_EXTRA
    Py_ssize_t ob_refcnt;
    struct _typeobject *ob_type;
} PyObject;

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

　　第一个就是PyObject，而第二个，我们根据名字就可以知道这是可变的对象的结构体，包含了一个PyObject和一个所容纳元素的个数部分。

　　当我们创建一个对象时，分配内存进行初始化，这时候会用一个PyObject类型的指针变量来指向这块内存进行保存和维护。

　　就像我们声明一个整数，得到整数对象，用于指向这块内存地址的，不是PyIntObject *，而是PyObject *。

　　其实类型本身也是一种对象，PyTypeObject。当我们实例化一个整数对象的时候。PyIntObject的ob_type指针指向PyInt_Type，而PyInt_Type的ob_type又指向PyType_Type。而PyInt_Type和PyType_Type其实都是PyTypeObject的示例。

　　所以，我们在传递对象的时候，传递的是PyObject *指针这种泛型指针，我们只能通过ob_type进行判断对象类型，通过传递泛型指针的方式，实现了Python的多态。