Question

Python 的 type 和 object 之间是怎么一种关系

Answer 1

我们先来看看 type 和 object 分别是什么。
type 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 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 */
...
}

也就是说，type 和 object 的前两个字段是一样的，都是1和 PyType_Type

ob_refcnt = 1 // 引用计数
ob_type = &PyType_Type // 指向一个类型对象，用来指定当前对象的类型

即，type 和 object 的 ob_type 都是 PyType_Type，而PyType_Type就是 type，所以 type 的ob_type 是自己。
我们来看看 isinstance() 做了什么：

#define Py_TYPE(ob) (((PyObject*)(ob))->ob_type)

[abstract.c]
PyObject_IsInstance(PyObject *inst, PyObject *cls)
{
static PyObject *name = NULL;

/* Quick test for an exact match */
if (Py_TYPE(inst) == (PyTypeObject *)cls)
return 1;
...
}

isinstance() 做的事情其实很简单，就是判断inst -> ob_type 指向的类型是不是 (PyTypeObject *)cls。
instance(object,type) <==> if object.ob_type == type return 1 else return 0;
从前面可以看到 ob_type = &PyType_Type，而 PyType_Type 就是 type，所以，显然object 被判断为了 type 的实例。
实际上他们在代码实现上并没有类与实例的关系，但是在判断的时候强加了这层关系。
================实例的关系说完了，下面说说继承关系===================
我们来看看 issubclass():

[abstract.c]
PyObject_IsSubclass(PyObject *derived, PyObject *cls)
{
...
return recursive_issubclass(derived, cls);
}
//最终转化成
[typeobject.c]
int PyType_IsSubtype(PyTypeObject *a, PyTypeObject *b)
{
mro = a->tp_mro;
if (mro != NULL) {
...
}
else{
do {
if (a == b)
return 1;
a = a->tp_base;
} while (a != NULL);
return b == &PyBaseObject_Type; //这一句！
}
}

从上面我们也可以看出 python 的继承机制。
我们也可以看到，如果一个类没有基类，那他的父类就是object ，即便在代码实现上它并没有基类，但是在 issubclass()中就是这样认为的！
那 type 到底有没有基类呢？目前我还没有找到 ，我会继续找的。即便有也只是给个标志位标识一下，并没有什么特殊的动作。
type 和 object 在代码实现上时平行的，没有父子类的关系，但是在判断的时候，开发者将 type 判断为了 object 的子类，以满足python 对外呈现的思想。
python 对外呈现的思想是：

object ：是一切类的基类
type ：一切类型都是它的实例

但实际上它的代码实现并不符合这样的思想，C 语言本身也没有类和继承的概念，开发者做了一些处理，让他们看起来是符合思想的。
总结：type 和 object 其实并没有继承与实例化的关系，只是开发者为了保持 python 纯正的思想，给他们添加了联系。添加联系的方式有两种：一种是设置标志位，如ob_type，一种是函数判断中做特殊处理（就像 PyType_IsSubtype 函数那样）。