解剖 Python 类：深入 CPython 源码揭开 OOP 神秘面纱

Python，作为一门高度动态且通用的编程语言，为开发人员提供了强大的面向对象编程（OOP）能力。为了透彻理解 Python OOP 的内在运作机制，我们深入 CPython 源码，揭开类的实现的神秘面纱。

Python 中类的构成：object 和 type

Python 中的类本质上是由两个特殊对象构建的：object 和 type。object 是所有 Python 对象的基类，而 type 负责和控制类实例的行为。

object：

• 是 Python 中所有对象的基类，提供所有对象的基本方法和属性。
• 定义了 __init__ 构造函数、__str__ 字符串表示、__repr__ 调试表示等基本方法。
• 拥有 __class__ 属性，指向创建该对象的类。

type：

• 和控制类实例的行为。
• 定义了类的属性、方法和其他特性。
• 通过 type() 内置函数创建，接受类名和元组（包含基类和名称空间）作为参数。
• 具有 __name__、__bases__、__dict__ 等属性，用于访问类元数据。

类实例化：揭秘 __new__ 和 __init__

当创建类实例时，Python 会首先调用 __new__ 方法来创建实例对象，然后调用 __init__ 方法对其进行初始化。

new(cls, *args, ** kwargs)：

• cls 参数是指当前类。
• *args 和 **kwargs 是 __init__ 方法的参数。
• 负责创建实例对象，并返回该对象。

init(self, *args, ** kwargs)：

• self 参数是指刚创建的实例对象。
• *args 和 **kwargs 是 __new__ 方法的参数。
• 对实例对象进行初始化，设置其属性并执行其他必要的操作。

类的属性和方法：深入 __dict__ 和 __getattr__

类的属性和方法通过 __dict__ 属性和 __getattr__ 特殊方法访问。

dict：

• 类的一个属性，存储着类的属性名称和值。
• 类的属性可以通过 obj.__dict__ 访问，其中 obj 是类的实例。

getattr(self, name) ：

• 当访问一个不存在的属性时，Python 会调用此特殊方法。
• 可以实现自定义逻辑来动态获取或设置属性。

类的继承：探索 __bases__ 和 MRO

Python 允许类继承自其他类，通过 __bases__ 属性和方法解析顺序（MRO）来确定继承关系。

bases：

• 类的一个属性，是一个元组，包含当前类的基类。

MRO（方法解析顺序）：

• 确定方法调用的顺序，考虑了多重继承的情况。
• 通过 type.__mro__ 属性访问。

剖析 Python 类的实现：CPython 源码之旅

为了深入理解 Python 类的实现，我们探索 CPython 源码，特别是 Objects/classobject.c 和 Objects/typeobject.c 模块。

classobject.c：

• 定义了 PyClassObject 结构体，它存储了类的信息。
• 包含了 __new__、__init__ 等特殊方法的实现。

typeobject.c：

• 定义了 PyTypeObject 结构体，它描述了类的行为。
• 包含了 __dict__、__getattr__ 等特殊属性和方法的实现。

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