python class的用法和作用（在学pythontypeobject）

在Python的学习中我们肯定会听到一句话：「python中一切皆对象」。

如果再接着学习下去的话，我们就会接触到Python中的type, object, class等概念。网上也有不少文章阐述了这三者之间的关系，但是在看了大部分文章之后我还是似懂非懂，感觉就像有什么东西卡在了喉咙一直咽下不去一样。

于是为了能让自己晚上顺利吃上饭，我立马对着搜索引擎就是一顿操作，终于赶在外卖小哥打响我电话之前，咽下了这几个如鲠在喉的概念，舒服！
趁着外卖小哥上楼这会，分享下我学习研究后的理解吧。

python中的对象

python作为面向对象的语言之一，符合一切基于面向对象理念的设计。在面向对象的体系中，对象存在着两种关系。

继承关系

简单来说即子类继承于父类，子类拥有其自身及父类的方法和属性，同名的子类方法和属性将会覆盖父类的方法和属性。
语义化的理解栗子为：「蛇」类继承自「爬行动物类」，所以「蛇是一种爬行动物」，英文说「snake is a kind of reptile」。
在python中的继承关系可以简单表示如下：

class Reptile:     title = '爬行动物'     def crawl(self):         print(self.title) class Snake(Reptile):     def crawl_a(self):         print(self.title) p = Snake() p.crawl()  # 爬行动物 p.crawl_a() # 爬行动物 print(p.title) # 爬行动物

上面这个栗子中，子类Snake继承了父类Reptile的title属性和crawl方法，使得类B的实例对象b能调用父类的a属性和get方法。
另外，如果要查看一个类(class)的父类，可以使用class_name.__bases__的形式来查看。

Snake.__bases__ # (<class '__main__.Reptile'>,)

实例化关系

如果继承关系好比父与子的关系，实例化关系则是一个从抽象到具体的过程。实例是某个类中具体的个体的表示。
语义化的理解栗子为：「小p是一条蛇」，「蛇」是一个分类，「小p」则是这个分类中的一个具体的个体。英文说「小p is an instance of snake」。

class Snake:     pass p = Snake() # p是Snake类的实例对象

如果想要查看一个对象是由哪个类实例化而来，可以使用type() 或 object_name.__class__来查看。表示对象属于什么类型。

type(p) # <class '__main__.Snake'> 表示对象p是由类Snake实例化而来，p的类型是Snake p.__class__ # <class '__main__.Snake'> 表示对象p是由类Snake实例化而来，p的类型是Snake

探究对象的秘密

有了以上的基础，我们就可以一步一步来探究python中对象潜藏着一些秘密了。嘿嘿嘿~

先看看下面朴而不素的代码：

class A:     pass a = A() print(A.__bases__) # (<class 'object'>,) print(object.__bases__) # () print(type(a)) # <class '__main__.A'> print(type(A)) # <class 'type'> print(type(object)) # <class 'type'> print(type.__bases__) # (<class 'object'>,)

通过上面的很简单的代码，运用一眼洞穿法，我们可以根据每个打印语句的结果得到一些简单的观察结论：

1. 如果定义一个类时没有指定继承哪个类，则默认继承object类。
2. object类的父类为空，说明object类位于继承关系链的顶端，object类是Python中所有类的父类，可以说object是python中的顶端类。
3. 对象a由类A实例化而来，a的类型为A，这个比较容易理解。
4. 根据3的观察结果，同样的观察手法运用在类A上，观察到类A是由type这个类实例化而来，类A的类型为type，说明类A是一个类的同时也是一个对象(类A是类type的实例化对象)。这里可能有点晕但是请先接着看下去吧。
5. 根据3的观察结果，同样的观察手法运用在顶端类object上，观察到object这个顶端类也是由type这个类实例化而来，类object的类型也为type，也说明object作为一个类的同时也是一个对象。
6. 类`type`作为实例化类`A`和类`object`的类，其父类为`object`。

看完上面的这些观察结论，相信有一部分童鞋已经两眼发懵了，什么类A是一个类也是一个对象，object类的类型是type，而type类的父类又是object…blablabla

诶，莫方莫方，俗话说无图言*，这里先来一张图简单表示一下这几者的关系，舒缓一下情绪：

python中type，class，object三者关系图

下面我们就可以开始看图写作文啦~
蓝色箭头由实例对象指向实例化它的类，红色箭头由子类指向父类。值得注意的是，这个图有几个关键的地方：

• 类(如class A, class object)都是由type这个类实例化而来的，即所有类(class)对象的类型都是type
• type这个类也是由type自己实例化而来的(图中type处指向自身的部分)，即type类的类型也为type
• type类的父类是object类

有了以上的铺垫，我们可以知道一个最普通的实例对象链是这样子的：
type --实例化--> object --衍生--> class --实例化--> a(具体对象)
这部分都是比较好理解的，但关键的问题是 ———— object类作为type类的父类，怎么会是由type类实例化出来的？还有type类居然是由type自己实例化出来的？这都是什么操作？

个人认为，这两个问题解决了才能更好地理解type、class、object三者的关系。然而要知道为什么python是这样设计的，最好的做法便是去翻他们的源码啦。不过在翻之前，其实已经有一些大佬对python的源码做了解读，通过搜索引擎认真找寻便可找到想要的答案。python的底层是C的实现，下面的源码如果看不懂的话请别在意，因为不妨碍理解。

(⊙o⊙)

我们可以看看在源码中，type类和object类分别是什么：
type类实际上是：

#define PyVarObject_HEAD_INIT(type, size)     1, type, size, PyTypeObject PyType_Type = {     PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)     "type",                                     /* tp_name */     sizeof(PyHeapTypeObject),                   /* tp_basicsize */     sizeof(PyMemberDef),                        /* tp_itemsize */     0,                                          /* tp_base */     ... }

object类实际上是：

PyTypeObject PyBaseObject_Type = {     PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)     "object",                                   /* tp_name */     sizeof(PyObject),                           /* tp_basicsize */     0,                                          /* tp_itemsize */     0,                                          /* tp_base */     ... }

这两个类结构体中的各项的具体含义这里不做深究，因为不在本文研究范围内。我们只需要关注这两个结构中的第一行：

PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)

它表示这个类结构的对象类型。能看出来object 类 和 type 类的对象类型都是 &PyType_Type，而 PyType_Type 正是底层表示type类的结构体！
这两个结构体就说明了：
object类将类型(即谁实例化了这个类)设置成了type类，type类将类型设置成了自己！这其实是python底层实现的一个小小的trick~

然后在type类的初始化过程中，执行了如下代码：

type->tp_base = &PyBaseObject_Type;

转换成python为

type.__base__ = (object,) 

表示将object类指定为type类的父类，这不就是第二个问题的答案所在吗？
源码看到这里，前面的两个问题就已经全部解决了，我们可以开始全面总结一下type，class，object的关系了。

总结

type，class，object三者关系：

• object类是所有类(class)的父类，包括type类，object类的父类为空。
• type类是所有类的类型，即为所有类(class)都可由type实例化而来，包括type类自己。
  将上面的关系总结成一张图就是：
  pyhton三者关系全

后记&引用

写到这里，python中这三者的关系探究就差不多了，只能说技术写作不是一件容易的事情，前后改了不少东西还是不那么让自己满意，但是已经按照自己的意思给表述出来了，希望之后能写得更顺手一些。话说外卖小哥已经在门口等了我5分钟了，写文章死了那么多脑细胞，胃口一定不错吧哈哈。

参考文章：

• 详解Python中的type和object
• Python 的 type 和 object 之间是怎么一种关系？
• 在 Python 中，为什么 type 类对象自身的类型是 type？

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