类型
什么是类型
首先来理解我们常说的类型。那么，什么是类型呢？
类型，是具有相同特征的事物所形成的类别。
从python的角度来理解一下这句话。python中的类型是具有相同特征的事物(可以理解成python中的对象)所形成的类别，它的主要作用是描述这一类事物(PyObject)所具有的特征。
其实，在上一篇python源码阅读-对象已经介绍过用于描述对象特征的_typeobject，定义与Include/objects.h，在这里再贴一遍：
#ifdef Py_LIMITED_API
typedef struct _typeobject PyTypeObject; /* opaque */
#else
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;
PyAsyncMethods *tp_as_async; /* formerly known as tp_compare (Python 2)
or tp_reserved (Python 3) */
reprfunc tp_repr;
/* Method suites for standard classes */
PyNumberMethods *tp_as_number;
PySequenceMethods *tp_as_sequence;
PyMappingMethods *tp_as_mapping;
/* More standard operations (here for binary compatibility) */
hashfunc tp_hash;
ternaryfunc tp_call;
reprfunc tp_str;
getattrofunc tp_getattro;
setattrofunc tp_setattro;
/* Functions to access object as input/output buffer */
PyBufferProcs *tp_as_buffer;
/* Flags to define presence of optional/expanded features */
unsigned long tp_flags;
const char *tp_doc; /* Documentation string */
/* Assigned meaning in release 2.0 */
/* call function for all accessible objects */
traverseproc tp_traverse;
/* delete references to contained objects */
inquiry tp_clear;
/* Assigned meaning in release 2.1 */
/* rich comparisons */
richcmpfunc tp_richcompare;
/* weak reference enabler */
Py_ssize_t tp_weaklistoffset;
/* Iterators */
getiterfunc tp_iter;
iternextfunc tp_iternext;
/* Attribute descriptor and subclassing stuff */
struct PyMethodDef *tp_methods;
struct PyMemberDef *tp_members;
struct PyGetSetDef *tp_getset;
struct _typeobject *tp_base;
PyObject *tp_dict;
descrgetfunc tp_descr_get;
descrsetfunc tp_descr_set;
Py_ssize_t tp_dictoffset;
initproc tp_init;
allocfunc tp_alloc;
newfunc tp_new;
freefunc tp_free; /* Low-level free-memory routine */
inquiry tp_is_gc; /* For PyObject_IS_GC */
PyObject *tp_bases;
PyObject *tp_mro; /* method resolution order */
PyObject *tp_cache;
PyObject *tp_subclasses;
PyObject *tp_weaklist;
destructor tp_del;
/* Type attribute cache version tag. Added in version 2.6 */
unsigned int tp_version_tag;
destructor tp_finalize;
#ifdef COUNT_ALLOCS
/* these must be last and never explicitly initialized */
Py_ssize_t tp_allocs;
Py_ssize_t tp_frees;
Py_ssize_t tp_maxalloc;
struct _typeobject *tp_prev;
struct _typeobject *tp_next;
#endif
} PyTypeObject;
#endif
python通过PyTypeObject结构体中的众多成员来描述对象(PyObject)的特征，PyTypeObject即python中类型的结构。
类型也是对象
然后，我们必须明白一点Python中的类型(type)也是个对象。type是PyTypeObject结构体实例化后的对象
在Python/bltinmodule.c文件中，可以看到Python中的使用的type指向PyType_Type
......
SETBUILTIN("tuple", &PyTuple_Type);
SETBUILTIN("type", &PyType_Type);
SETBUILTIN("zip", &PyZip_Type);
再在Objects/typeobject.c中找到PyType_Type
PyTypeObject PyType_Type = {
PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
"type", /* tp_name */
sizeof(PyHeapTypeObject), /* tp_basicsize */
sizeof(PyMemberDef), /* tp_itemsize */
(destructor)type_dealloc, /* tp_dealloc */
0, /* tp_print */
0, /* tp_getattr */
0, /* tp_setattr */
0, /* tp_reserved */
(reprfunc)type_repr, /* tp_repr */
0, /* tp_as_number */
0, /* tp_as_sequence */
0, /* tp_as_mapping */
0, /* tp_hash */
(ternaryfunc)type_call, /* tp_call */
0, /* tp_str */
(getattrofunc)type_getattro, /* tp_getattro */
(setattrofunc)type_setattro, /* tp_setattro */
0, /* tp_as_buffer */
Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_HAVE_GC |
Py_TPFLAGS_BASETYPE | Py_TPFLAGS_TYPE_SUBCLASS, /* tp_flags */
type_doc, /* tp_doc */
(traverseproc)type_traverse, /* tp_traverse */
(inquiry)type_clear, /* tp_clear */
0, /* tp_richcompare */
offsetof(PyTypeObject, tp_weaklist), /* tp_weaklistoffset */
0, /* tp_iter */
0, /* tp_iternext */
type_methods, /* tp_methods */
type_members, /* tp_members */
type_getsets, /* tp_getset */
0, /* tp_base */
0, /* tp_dict */
0, /* tp_descr_get */
0, /* tp_descr_set */
offsetof(PyTypeObject, tp_dict), /* tp_dictoffset */
type_init, /* tp_init */
0, /* tp_alloc */
type_new, /* tp_new */
PyObject_GC_Del, /* tp_free */
(inquiry)type_is_gc, /* tp_is_gc */
};
可以看出type是对PyTypeObject的实例化，类型也是对象。
继续看
开头的宏PyVarObject_HEAD_INIT定义在Include/object.h，用来初始化PyVarObject的3个成员。
#define PyObject_HEAD_INIT(type) \
{ _PyObject_EXTRA_INIT \
1, type },
#define PyVarObject_HEAD_INIT(type, size) \
{ PyObject_HEAD_INIT(type) size },
也就是对应着：
ob_refcnt = 1
*ob_type = &PyType_Type
ob_size = 0
所以呢：
PyType_Type对应着一个变长对象(PyVarObject ob_base)，可见类型是一个变长对象。- 从赋值可以看出，
type的类型还是type（PyType_Type）。 - 另外需要注意的是，
PyType_Type的ob_refcnt默认是1，也就是说,PyType_Type是不会被引用计数析构。
类型对象
上述实例化PyTypeObject结构用来表示类型的对象叫做类型对象，而类型对象的类型是type。说起来好像有点绕，还是继续用python的语言来描述一下。
在python中，有五大标准数据类型：
- Numbers
- String
- List
- Tuple
- Dictionary
这些都属于类型对象，除此之外，所有类都要继承的父类object也是一类特殊的类型对象，它们都是PyTypeObject的实例，而这一类类型对象的类型用type来表示：
>>> type(123)
<class 'int'>
>>> type('test')
<class 'str'>
>>> type(int)
<class 'type'>
>>> type(str)
<class 'type'>
>>> type(dict)
<class 'type'>
>>> type(object)
<class 'type'>
对于一般的对象，用类型对象来描述对象的类型，比如int、str等，而对于int、str这类的类型对象的类型，用type来描述。
一般的类型对象
在Python2中，有PyInt_Type和PyLong_Type两种整数类型，Python3只有PyLong_Type这一种表示整数的类型，定义在Objects/longobject.c中：
PyTypeObject PyLong_Type = {
PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
"int", /* tp_name */
offsetof(PyLongObject, ob_digit), /* tp_basicsize */
sizeof(digit), /* tp_itemsize */
long_dealloc, /* tp_dealloc */
0, /* tp_print */
0, /* tp_getattr */
0, /* tp_setattr */
0, /* tp_reserved */
long_to_decimal_string, /* tp_repr */
&long_as_number, /* tp_as_number */
0, /* tp_as_sequence */
0, /* tp_as_mapping */
(hashfunc)long_hash, /* tp_hash */
0, /* tp_call */
long_to_decimal_string, /* tp_str */
PyObject_GenericGetAttr, /* tp_getattro */
0, /* tp_setattro */
0, /* tp_as_buffer */
Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_BASETYPE |
Py_TPFLAGS_LONG_SUBCLASS, /* tp_flags */
long_doc, /* tp_doc */
0, /* tp_traverse */
0, /* tp_clear */
long_richcompare, /* tp_richcompare */
0, /* tp_weaklistoffset */
0, /* tp_iter */
0, /* tp_iternext */
long_methods, /* tp_methods */
0, /* tp_members */
long_getset, /* tp_getset */
0, /* tp_base */
0, /* tp_dict */
0, /* tp_descr_get */
0, /* tp_descr_set */
0, /* tp_dictoffset */
0, /* tp_init */
0, /* tp_alloc */
long_new, /* tp_new */
PyObject_Del, /* tp_free */
};
当我们创建一个10的int对象，其类型ob_type指向PyLong_Type类型对象(int)，而int类型对象PyLong_Type的类型ob_type指向PyType_Type(也就是type)， PyType_Type的类型指向其本身，如下图
这样我们前面那个例子是不是很好理解了？
>>> type(10)
<class 'int'>
>>> type(int)
<class 'type'>
>>> type(type)
<class 'type'>
特殊的类型对象
python中的object是一个特殊的类型对象，对应着PyBaseObject_Type，定义在Objects/typeobject.c中：
PyTypeObject PyBaseObject_Type = {
PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
"object", /* tp_name */
sizeof(PyObject), /* tp_basicsize */
0, /* tp_itemsize */
object_dealloc, /* tp_dealloc */
0, /* tp_print */
0, /* tp_getattr */
0, /* tp_setattr */
0, /* tp_reserved */
object_repr, /* tp_repr */
0, /* tp_as_number */
0, /* tp_as_sequence */
0, /* tp_as_mapping */
(hashfunc)_Py_HashPointer, /* tp_hash */
0, /* tp_call */
object_str, /* tp_str */
PyObject_GenericGetAttr, /* tp_getattro */
PyObject_GenericSetAttr, /* tp_setattro */
0, /* tp_as_buffer */
Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_BASETYPE, /* tp_flags */
PyDoc_STR("object()\n--\n\nThe most base type"), /* tp_doc */
0, /* tp_traverse */
0, /* tp_clear */
object_richcompare, /* tp_richcompare */
0, /* tp_weaklistoffset */
0, /* tp_iter */
0, /* tp_iternext */
object_methods, /* tp_methods */
0, /* tp_members */
object_getsets, /* tp_getset */
0, /* tp_base */
0, /* tp_dict */
0, /* tp_descr_get */
0, /* tp_descr_set */
0, /* tp_dictoffset */
object_init, /* tp_init */
PyType_GenericAlloc, /* tp_alloc */
object_new, /* tp_new */
PyObject_Del, /* tp_free */
};
当然，其类型指向也是和一般的类型对象相似的：
>>> class Example(object):
... pass
...
>>> example = Example()
>>> type(example)
<class '__main__.Example'>
>>> type(Example)
<class 'type'>
>>> type(object)
<class 'type'>
type和object的关系
object是一种type，object和其他数据类型一样都属于类型对象的范畴，他们的类型都是type。object构成了python中所有类型的父类，所以区别于数据类型，我自己更倾向于将其理解成类的类型。type构成了python中所有元类的父类(即类的类)，我们可以通过继承type来创建元类。