[Python源码学习]之PyObject和PyTypeObject
Python C api中的绝大多数函数其参数和返回值中包含PyObject*。这指针类型指向一个可以表示任何Python对象的不透明的数据结构。所有的Python对象在多数情况下以相同的方式对待。所有的Python对象(甚至是Python的整数)都包含一个类型和引用计数。一个对象的类型决定了其是一个整数、列表、用户自定义函数还是其他。
引用计数对Python非常重要，引用计数必须显式地操作(通过Py_INCREF()、 Py_DECREF()等)。
本文：
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PyObject
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PyVarObject
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PyTypeObject
PyObject
Include/object.h 提供了比较详细的注释。
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PyObject 本身几乎没有声明任何东西，但是每一个Python对象的指针都可以cast为PyObject* 。类似地，每一个大小不固定的Python对象指针可以cast为 PyVarObject* 。
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PyObject_HEAD 定义了每一个PyObject都有的起始片段。
[*]Python2.7和Python3.2中，尽管内容一样，但源码的写法上有点小小的不同：
Python2.7
#define PyObject_HEAD \
Py_ssize_t ob_refcnt; \
struct _typeobject *ob_type;
typedef struct _object {
PyObject_HEAD
} PyObject;
Python3.2
typedef struct _object {
Py_ssize_t ob_refcnt;
struct _typeobject *ob_type;
} PyObject;
#define PyObject_HEAD PyObject ob_base;
PyObject 是有两个成员的结构体，引用计数、对象类型：
[*]ob_refcnt
[*]ob_type
其类型分别为 Py_ssize_t 和 struct _typeobject
Py_ssize_t
Py_ssize_t 是一个所占字节数与 size_t 相同的有符号的整数类型(C99中没有定义ssize_t这种类型，某些编译器比如gcc扩展有该类型)。关于该类型的一个介绍见PEP
353。
源码位于：Include/pyport.h
#ifdef HAVE_SSIZE_T
typedef ssize_t Py_ssize_t;
#elif SIZEOF_VOID_P == SIZEOF_SIZE_T
typedef Py_intptr_t Py_ssize_t;
#else
# error "Python needs a typedef for Py_ssize_t in pyport.h."
#endif
其中，Py_intptr_t 是可以存放指针的整数类型(C99中定义有 intptr_t)，在不支持intptr_t的环境下，它是int、long或long long的别名。
PyVarObject
可变大小的容器对象
与PyObject相比，它多了一个成员：
[*]ob_refcnt
[*]ob_type
[*]ob_size
其中：ob_size 是元素的数目，而不是所需的字节的数目。
Python2.7
#define PyObject_VAR_HEAD \
PyObject_HEAD \
Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */
typedef struct {
PyObject_VAR_HEAD
} PyVarObject;
Python3.2
typedef struct {
PyObject ob_base;
Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */
} PyVarObject;
#define PyObject_VAR_HEAD PyVarObject ob_base;
3个宏用来获取这3个成员的值
#define Py_REFCNT(ob) (((PyObject*)(ob))->ob_refcnt)
#define Py_TYPE(ob) (((PyObject*)(ob))->ob_type)
#define Py_SIZE(ob) (((PyVarObject*)(ob))->ob_size)
PyTypeObject
每一个PyObject第二个成员是都是一个类型对象(PyTypeObject)。PyTypeObject本身是也一个PyVarObject
额，这个东西太复杂了，一堆堆的函数指针，看不懂。
typedef struct _typeobject {
PyObject_VAR_HEAD
const char *tp_name; /* For printing, in format "<module>.<name>" */
Py_ssize_t tp_basicsize, tp_itemsize; /* For allocation */
/* Methods to implement standard operations */
destructor tp_dealloc;
printfunc tp_print;
getattrfunc tp_getattr;
setattrfunc tp_setattr;
void *tp_reserved; /* formerly known as tp_compare */
reprfunc tp_repr;
...
} PyTypeObject;
tp_name
类型的字符串名，比如"str" "int" ...
tp_basicsize
tp_basesize + tp_tiemsize * ob_size
tp_itemsize
tp_doc
文档字符串
创建与析构？
tp_alloc
tp_new
tp_init
tp_del
tp_free
tp_dealloc
C API函数和这些函数指针的对应关系（调用关系）：
C API函数
PyTypeObject
中的函数指针
Python表达式
PyObject_Print(PyObject*,FILE*,int)
tp_print
tp_str
tp_repr
PyObject_Repr(PyObject*)
tp_repr
repr(o)
PyObject_Str(PyObject*v)
tp_str
str(o)
PyObject_Hash(PyObject*)
tp_hash
hash(o)
PyObject_GetAttr(PyObject*,PyObject*)
tp_getattr
tp_getattro
o.attr_name
PyObject_CallMethod(PyObject*,char*,...)
tp_call
o.method(...)
...
参考
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http://docs.python.org/py3k/c-api/object.html
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http://docs.python.org/py3k/c-api/intro.html#objects-types-and-reference-counts
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http://docs.python.org/py3k/c-api/structures.html
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http://docs.python.org/py3k/c-api/typeobj.html
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