为啥`object`是`type`的实例而`type`是`object`的实例？

Posted 2023-02-23

【中文标题】为啥`object`是`type`的实例而`type`是`object`的实例？

【英文标题】：Why is `object` an instance of `type` and `type` an instance of `object`?为什么`object`是`type`的实例而`type`是`object`的实例？

【发布时间】：2021-04-15 18:51:51

【问题描述】：

我对 Python 3 中的 object 和 type 类有点困惑。也许有人可以解决我的困惑或提供一些额外的信息。

我目前的理解是每个类（object 除外）都继承自一个名为 object 的基类。但是每个类（包括object）也是类type的一个实例，它是它自己和object的一个实例，也继承自object。

我的问题是：

为什么object 是type 的实例并且type 继承自object，是否有原因/设计决策？对象的type/class 本身是否也是对象？

一个类 (type) 如何成为它自己的一个实例？

哪个是真正的基类object或type？ 我一直以为object会是最“基础”的类，但它似乎是type的一个实例，它是object的一个实例，它是type的一个实例，... 这个递归在哪里结束？

有没有可能说明object和type类之间的关系？

我尝试在 Python 标准库的文档中查找 object 和 type 的条目。

每个类（对象除外）都继承自对象。

>>> for x in object, int, float, str, list, dict:
...     print(f'x.__name__:6: x.__bases__')
... 
object: ()
int   : (<class 'object'>,)
float : (<class 'object'>,)
str   : (<class 'object'>,)
list  : (<class 'object'>,)
dict  : (<class 'object'>,)

每个类都是类type的一个实例。

>>> for x in object, int, float, str, list, dict:
...     print(f'x.__name__:6: x.__class__')
... 
object: <class 'type'>
int   : <class 'type'>
float : <class 'type'>
str   : <class 'type'>
list  : <class 'type'>
dict  : <class 'type'>

type 是它自己的一个实例。

>>> type.__class__
<class 'type'>

type 也继承自 object。

>>> type.__bases__
(<class 'object'>,)

还有

>>> isinstance(object, type)
True
>>> isinstance(type, object)
True
>>> isinstance(type, type)
True
>>> isinstance(object, object)
True

>>> issubclass(type, object)
True
>>> issubclass(object, type)
False

【参考方案1】：

您所有问题的答案都可以在本书中找到：Python Types and Objects

UPD：another link to the book。如果它也死了，请告诉我。

回答您问题的最重要部分：

对象的类型/类是否也是对象本身？

是的，根据第 1 章的规则 1：

“一切都是对象……我们定义的任何类都是对象，当然，这些类的实例也是对象。”

哪个是真正的基类object或type？

从第 2 章开始：

“这两个对象是 Python 中的原始对象。我们不妨一次只引入一个，但这会导致先有鸡还是先有蛋的问题——先引入哪个？这两个对象是相互依赖的——它们不能站立它们自己的，因为它们是根据彼此定义的。”

Luciano Ramalho 在他的《Fluent Python》一书中也说这种关系不能用 Python 表达（第 21 章）：

"类对象和类型具有唯一的关系：对象是一个 type 的实例，type 是 object 的子类。这种关系 是“魔法”：它不能用 Python 表达，因为任何一个类都会 必须在另一个可以定义之前存在。事实上，类型是 自身的一个实例也很神奇。”

所以，对于你的问题：

类（类型）如何成为自身的实例？

Luciano 说它也不能用 Python 表达。

有没有可能说明对象和类型类之间的关系？

非常感谢在第 3 章中制作此插图的作者：

【讨论】：

遗憾的是，该图像缺少箭头，以反映 issubclass(object, object) 是真的这一事实。

@chepner 你有没有忘记每个类都是它自己的子类，对于object 类并不特别？

但是有一个箭头强调type 的类型为type。只是想知道为什么object 不是object 的子类没有得到同样的重视。 （也就是说，每个类都有一个父类；但object 是唯一的类，它是它自己的父类。）

Cannata 所著书籍的链接似乎已失效。

object 不是它自己的父级，因为type 是它自己的类：对象是根，它没有父级。它是它自己的一个子类，就像class C 是它自己的一个子类一样。 class C 基础是 (object,)，而对象基础是空的 ()，如问题文本中的打印所示。

【参考方案2】：

根据 Python Data Model，Python 中的一切都是对象，每个对象都有一个标识、一个类型和一个值。

object是所有对象的基类，type也是一个对象，所以它是object的一个实例，object本身也是如此。同样type 是所有对象类型的基类，所以object 的类型是type，type 本身也是如此。

这是我的理解，如有错误欢迎指出。

【参考方案3】：

<class 'type'>是类object的元类，每个类（包括type）都直接或间接继承自object。

如果您需要了解有关元类的更多信息，请点击此处https://realpython.com/python-metaclasses/

【讨论】：

谢谢！这篇文章真的很有帮助。但据我现在的理解：type 类不是“正常”元类，因为它们在实现级别上“作弊”，并且无法在纯 Python 中重现。