Python 3：对象如何成为类型的实例？

Posted 2023-02-23

【中文标题】Python 3：对象如何成为类型的实例？

【英文标题】：Python 3: How can object be instance of type?

【发布时间】：2015-12-24 05:44:10

【问题描述】：

在 Python 3 中，object 是 type 的实例，type 也是 object 的实例！

每个类怎么可能派生自另一个？

任何实现细节？

我使用isinstance(sub, base) 进行了检查，根据 Python 文档，它检查子类是否派生自基类：

isinstance(object, type)
Out[1]: True

isinstance(type, object)
Out[2]: True

【参考方案1】：

这是 Python 中的边缘案例之一：

Python 中的一切都是对象，所以由于 object 是一切的基本类型，type（在 Python 中是某种东西）是 object 的一个实例。 由于object 是所有事物的基本类型，object 也是一个类型，这使得object 成为type 的实例。李>

请注意，这种关系在 Python 中无法用您自己的事物 复制。这是语言中内置的一个例外。

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在实现方面，这两个名称分别由PyBaseObject_Type（object）和PyType_Type（type）表示。

当您使用isinstance 时，类型检查（在最后一步，在其他所有操作都失败后）由type_is_subtype_base_chain 完成：

type_is_subtype_base_chain(PyTypeObject *a, PyTypeObject *b)

    do 
        if (a == b)
            return 1;
        a = a->tp_base;
     while (a != NULL);

    return (b == &PyBaseObject_Type);

这实质上是不断上升a 的类型层次结构，并根据b 检查生成的类型。如果找不到，最后的手段是检查b 是否实际上是object，在这种情况下，函数返回true：因为一切都是对象。所以“一切都是object的实例”部分实际上是硬编码到实例检查中的。

至于为什么object 是type，这实际上更简单，因为它只是在declaration of PyBaseObject_Type 中定义的：

PyTypeObject PyBaseObject_Type = 
    PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
    "object",                                   /* tp_name */
    sizeof(PyObject),                           /* tp_basicsize */
    …

PyVarObject_HEAD_INIT 本质上设置了核心类型信息，包括基本类型，即PyType_Type。

这种关系实际上还有两个后果：

既然一切都是对象，object 也是object 的一个实例：isinstance(object, object) 由于PyType_Type 也是用相同的PyVarObject_HEAD_INIT 实现的，所以type 也是一个类型：isinstance(type, type)。

【讨论】：

我相信您可以使用虚拟子类来模拟这种行为。