1.1 Python3 对象概述

*注：该系列文章主要是对Python深入的学习的记录。

一切皆对象

Python 是一门面向对象语言。在Python的世界里，一切皆对象。

在面向对象的编程语言中，基本都存在 类型（如int型）以及对象。在Python中，类型也是一种对象（整数型是一个对象，字符串类型也是一个对象，class关键字定义的类也是一个对象）。Python的类型也可称为类型对象。

>>> int
<class 'int'>

这里的整数类型int便是一种类型对象。

而常规意义上的对象便是通过类型对象进行实例化操作所得，也叫着实例对象。

>>> int('100')
100

这里int()的过程便是实例化的过程，而得到100则属于实例对象。在Python中，一个整数是一个对象，一个字符串也是一个对象。

Python不区别对待类型（包括基本数据类型或者是class定义的其他类）和对象，所有的类型在python内部均由对象实现，这便是Python一切皆对象的由来。

类型、对象体系

Python3提供了内置函数type()，可以返回对象的类型，而针对类型，则提供了__mro__属性，可以查看类型的继承关系。

>>> type(100)
<class 'int'>  # 实例对象100的类型是int
>>> type(int)
<class 'type'> # 类型对象int的类型是type
>>> type(type)
<class 'type'> # 类型对象type的类型是type自身
>>> int.__mro__
(<class 'int'>, <class 'object'>)  # 类型对象int的基类是object
>>> type.__mro__
(<class 'type'>, <class 'object'>) # 类型对象type的基类是object
>>> type(object)
<class 'type'>    # 类型对象object的类型是type

可以根据已掌握的知识点，比如object是所有类的基类，type是所有类型的元类等，结合上面的结果，归纳出类型和对象的体系。

可以看到，所有类型的基类都是object，所有类型的类型（元类型）都是type，包括type自己。

对象存储

知道了类型与对象的体系，了解一下对象的存储。以整数1为例子。

>>> a = 1
>>> id(a)
9083104
>>> b = a
>>> id(b)
9083104
>>> id(1)
9083104

 根据上面的结果，可以看出，变量a、b、 整数1这三者的“地址”都是一样的。

根据其他的编程语言，这是比较奇怪的现象，比如在C中，变量a和变量b的内存空间应该是独立的，并且会将值进行拷贝，如下面的图例。

 

但在python中，一切皆对象，变量只是一个与对象关联的名字而已，这些变量名将在程序运行时存储于名字空间内，保存了指向实际对象的指针，进而与对象进行绑定。

变量的拷贝只是变量名所保存的指针的拷贝，并不拷贝指针背后的对象。当然，python也提供了拷贝对象的方式，比如copy.copy或者copy.deepcopy。

那么如果将变量的值进行修改，变量名所保存的指针是否会更改？

>>> a = 1
>>> id(a)
9083104
>>> a += 1
>>> id(a)
9083136

可以得出结论，如果整数变量的值被修改，该变量的地址也将被改变。

这里可能跟其他的编程语言差别也比较大，通常值被修改，只需要更改变量所指向的内存地址内的值，而不会更改变量所保存的指针。这里便涉及到python的对象设计---- 可变对象和不可变对象。

在Python中，部分基本类型属于不可变类型，比如整数类型，其整数对象是不可变对象。修改整数对象时，python将以新数值创建一个新对象（这里存在优化手段，暂不涉及），变量名与新对象进行绑定；旧对象如无其他引用，将被释放。

而可变对象则是指创建后可以修改的对象，在python中，典型的可变对象便是 列表（list）：

>>> a = [1, 2]
>>> id(a)
140441701802056
>>> a.append(3)
>>> id(a)
140441701802056

 根据结果可以看出，列表的值发生了改变，但变量存储的指针并没有改变。这与可变对象的实现有关，在python中，列表对象内部维护了一个动态数组，用以存储元素对象的指针。

如此，当修改列表时，只需要修改动态数组即可，比如添加一个元素3。