Python C语言API系列教程（四、Python内置容器C语言接口）

Python内置容器C语言接口

在上一篇文章中，我们了解到Python的内置对象的C语言表示及其API，并优化了datetimecpy.date对象。在这篇文章中，我们会继续探讨Python的内置容器，包括列表、元组、字典和集合，以及它们在C语言中的表示和API。通过对这些容器的深入了解，我们可以更好地理解Python代码的执行过程，并编写出更加高效的代码。

列表

列表是Python中一种有序的集合，可以存储任何类型的对象。在C语言中，列表由PyListObject结构表示，其定义如下：

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    int ob_size;               /* length of list */
    PyObject **ob_item;        /* individual list items */
} PyListObject;

ob_size字段存储列表的长度，ob_item字段指向一个数组，该数组存储列表中的各个元素。

元组

元组是Python中另一种有序的集合，与列表类似，但元组中的元素是不可变的。在C语言中，元组由PyTupleObject结构表示，其定义如下：

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    int ob_size;               /* number of items in tuple */
    PyObject *ob_item[1];       /* individual items in tuple */
} PyTupleObject;

ob_size字段存储元组的长度，ob_item字段指向一个数组，该数组存储元组中的各个元素。

字典

字典是Python中一种无序的映射，可以将键与值关联起来。在C语言中，字典由PyDictObject结构表示，其定义如下：

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    Py_ssize_t ma_mask;
    struct ma_entry *ma_table;
    PyDictKeysObject *ma_keys;
    PyDictValuesObject *ma_values;
} PyDictObject;

ma_mask字段存储字典的大小，ma_table字段指向一个哈希表，该哈希表存储字典中的键值对，ma_keys字段指向一个列表，该列表存储字典中的所有键，ma_values字段指向一个列表，该列表存储字典中的所有值。

集合

集合是Python中一种无序的集合，可以存储唯一的元素。在C语言中，集合由PySetObject结构表示，其定义如下：

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    Py_ssize_t se_mask;
    struct se_entry *se_table;
    PyObject *se_hash;
} PySetObject;

se_mask字段存储集合的大小，se_table字段指向一个哈希表，该哈希表存储集合中的元素，se_hash字段存储一个哈希函数，该哈希函数用于计算元素的哈希值。

结语

通过对Python内置容器及其C语言API的深入了解，我们可以更好地理解Python代码的执行过程，并编写出更加高效的代码。在下一篇文章中，我们将继续探讨Python的C语言API，包括Python的垃圾回收机制、异常处理机制等。