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Python中的类型关系和继承关系  

2013-05-18 12:03:27|  分类: python |  标签: |举报 |字号 订阅

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如果一个对象A持有另一个对象B的ID,那么检索到A之后就可以检索到B,我们就说存在一个A到B的导航。这种导航关系使得Python中所有对象之间形成了一个复杂的网络结构。
Python程序的运行包括:
1. 修改这个网络结构;
2. 执行有副作用的代码对象(code object或者说bytecode,见Python Language Reference 3.2)
(副作用是指影响Python虚拟机之外的设备,这些代码都是用C或者别的语言写的,Python写的代码只能完成第一步的功能。print语句除外。)

Python对象之间有两种导航关系:继承关系和类型关系,是Python中最基本的关系。类型关系说明一个对象是通过哪个对象创建的;继承关系说明对象之间的父子关系,这种父子关系在名字的解析过程中起到作用。这里我首先说New Style类之间的这两种关系,掌握了New Style类的关系后,再来说明Classic类就容易了。

首先需要说明一下的是内置模块中的type是什么。大家都知道type可以用来判断一个对象的类型,好像是一个函数。实际上在2.2中type是一个类,而且不是普通的类,是一个可以创建类的类,称为元类。你运行type(type)试一下,打印的是。type类是Python类型系统的核心。用type作为一个判断类型的函数使用是比较特殊的情况,或许是由历史原因造成的,用typeof或许更合适。

如何构造一个类型
你肯定知道是用class语句。但是实际上,在Python核心看来,只有一种方式,那就是调用type的构造函数(因为type是一个类型)。当运行:
class A(object): 
def f(self): print 1
Python解析器就会执行如下代码所示功能:
def f(self): print 1
A=type('A', (object,), ) # 参数为(名字, 父类tuple,成员dict)
del f
两者效果几乎是一样的,你可以试一下。

类型关系的确定除了使用type之外,还可以使用__class__属性。如:
class A(object): pass
a=A()         
a.__class__  # 'class __main__.A'
A.__class__  # 'type'
type.__class__ # 'type'
type.__class__.__class__ # 'type'
type.__class__ is type.__class.__class__ # True

继承关系
继承关系只发生在类型之间,继承关系构成一个有向图。所有的类型都是从object继承来的。“所有的”当然也包括type。object的父类还是object。object作为一个类型对象也是有其类型的,这个类型就是type。所以object和type之间的关系就好比先有鸡还是先有蛋的问题了:type是从object继承的(继承关系);object是由type生成的(类型关系)。通过issubclass或者__bases__属性来判断两个类之间的继承关系。

那么从type继承意味着什么呢?那意味着这个类的类型是type,同时父类也是type。但是这种做法在一般的编程中是没有什么意义的(却是meta programmming的核心)。因为一般都用class语句,而不是通过调用type的构造函数来创建类型对象。为了说明语法还是举个例子:
class mytype(type): pass
A=mytype('A', (object,), {}) # 
del f
A.__class__ # class '__main__.mytype',元类为mytype
mytype.__class__ # 'type '

在用class定义一个类时,会间接调用type的构造函数。但是通过设置__metaclass__属性,可以不去调用type,而是调用type的子类。如:
class A(object):
  __metaclass__ = mytype
A.__class__ # class '__main__.mytype' ,和上面的方式结果一样。

由此,Python对象的类型关系组成了一个树型结构,其中type处于树的根部,由type或者type的子类构造的类型,包括class定义的类(间接调用type),调用type、type的子类构造函数创建的类,int list等系统定义类型处于中间节点,叶节点为instance对象。type本身的类型是什么呢?还是type。这和根目录的父目录还是根目录是一样的。

Classic类不同于New Style类的地方就是当用class创建一个类时,不是间接调用type,而是间接调用types.ClassType,而types.ClassType是由type创建的。
class A: pass
type(A) # type 'classobj'  ,注意没有__class__属性。
type(A) is types.ClassType # True
types.ClassType.__class__ # 'type'
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