探索Python的多態是怎么實現的


  多態是指通過基類的指針或者引用,在運行時動態調用實際綁定對象函數的行為。       

  對於其他如C++的語言,多態是通過在基類的函數前加上virtual關鍵字,在派生類中重寫該函數,運行時將會根據對象的實際類型來調用相應的函數。如果對象類型是派生類,就調用派生類的函數;如果對象類型是基類,就調用基類的函數。

class A
{
public:
    virtual void show()
    {
        cout <<"A";
    }
};
class B:public A
{
public:
    void show()
    {
        cout << "B";
    }

};
int main()
{
    A*p = new B(); //父類指針指向子類對象
    p->show();
}

  而在python中,可以這么寫

class A:
    def say(self):
        print('A')

class B:
    def say(self):
        print('B')

def say(obj):
    obj.say()

a = A()
say(a)

  那么,它內部是怎么實現的呢?

  首先,我們先看一下Python源碼中的object.h文件的頂部注釋

  

  在第一句里面寫着,對象總是通過指針PyObject *來訪問。那么什么是PyObject呢。

  在Python中,所有的東西都是對象,而PyObject里面是所有對象中所擁有的相同的內容。

  我們來看兩個結構體:

typedef struct _object {
    _PyObject_HEAD_EXTRA
    Py_ssize_t ob_refcnt;
    struct _typeobject *ob_type;
} PyObject;

typedef struct {
    PyObject ob_base;
    Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */
} PyVarObject;

  第一個就是PyObject,而第二個,我們根據名字就可以知道這是可變的對象的結構體,包含了一個PyObject和一個所容納元素的個數部分。

  當我們創建一個對象時,分配內存進行初始化,這時候會用一個PyObject類型的指針變量來指向這塊內存進行保存和維護。

  就像我們聲明一個整數,得到整數對象,用於指向這塊內存地址的,不是PyIntObject *,而是PyObject *。

  其實類型本身也是一種對象,PyTypeObject。當我們實例化一個整數對象的時候。PyIntObject的ob_type指針指向PyInt_Type,而PyInt_Type的ob_type又指向PyType_Type。而PyInt_Type和PyType_Type其實都是PyTypeObject的示例。

  所以,我們在傳遞對象的時候,傳遞的是PyObject *指針這種泛型指針,我們只能通過ob_type進行判斷對象類型,通過傳遞泛型指針的方式,實現了Python的多態。

 

  

 


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