Python面试题之Python中type和object的关系
知乎上看到的提问:
两个是互为实例的关系,但不是互为子类的关系,只有type是object的子类,反之则不成立。 大牛说两者是蛋生鸡鸡生蛋的关系,但我还是不明白,有懂的麻烦解释一下, 希望不要给出外文的链接。python为什么设计出两个,去掉一个行不行?
下面是jeff kit的回答:
给别人讲解过很多次,但写成文字是第一次。试一试吧,自己主要也是看了这篇文章(Python Types and Objects)才懂的。object
和
type的关系很像鸡和蛋的关系,先有object还是先有type没法说,obejct和type是共生的关系,必须同时出现的。在看下去之前,也要请先明白,在Python里面,所有的东西都是对象的概念。在面向对象体系里面,存在两种关系:-
父子关系,即继承关系,表现为子类继承于父类,如『蛇』类继承自『爬行动物』类,我们说『蛇是一种爬行动物』,英文说『snake is a kind
of reptile』。在python里要查看一个类型的父类,使用它的bases属性可以查看。- 类型实例关系,表现为某个类型的实例化,例如『萌萌是一条蛇』,英文说『萌萌 is an instance of snake』。在python里要查看一个实例的类型,使用它的class属性可以查看,或者使用type()函数查看。这两种关系使用下面这张图简单示意,继承关系使用实线从子到父连接,类型实例关系使用虚线从实例到类型连接:
我们将使用一块白板来描述一下Python里面对象的关系,白板划分成三列:
先来看看type和object:
>>> object
<type 'object'>
>>> type
<type 'type'>
它们都是type的一个实例,表示它们都是类型对象。
在Python的世界中,object是父子关系的顶端,所有的数据类型的父类都是它;type是类型实例关系的顶端,所有对象都是它的实例的。它们两个的关系可以这样描述:
- object是一个type,object is an instance of type。即Object是type的一个实例。
>>> object.__class__
<type 'type'>
>>> object.__bases__ # object 无父类,因为它是链条顶端。
()
- type是一种object, type is kind of object。即Type是object的子类。
>>> type.__bases__
(<type 'object'>,)
>>> type.__class__ # type的类型是自己
<type 'type'>
此时,白板上对象的关系如下图:
我们再引入list, dict, tuple 这些内置数据类型来看看:
>>> list.__bases__
(<type 'object'>,)
>>> list.__class__
<type 'type'>
>>> dict.__bases__
(<type 'object'>,)
>>> dict.__class__
<type 'type'>
>>> tuple.__class__
<type 'type'>
>>> tuple.__bases__
(<type 'object'>,)
它们的父类都是object,类型都是type。
再实例化一个list看看:
>>> mylist = [1,2,3]
>>> mylist.__class__
<type 'list'>
>>> mylist.__bases__
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'list' object has no attribute '__bases__'
实例化的list的类型是<type 'list'>, 而没有了父类。
把它们加到白板上去:
虚线是跨列产生关系,而实线只能在一列内产生关系。除了type和object两者外。
当我们自己去定个一个类及实例化它的时候,和上面的对象们又是什么关系呢?试一下:
>>> class C(object):
... pass
...
>>> C.__class__
<type 'type'>
>>> C.__bases__
(<type 'object'>,)
实例化
>>> c = C()
>>> c.__class__
<class '__main__.C'>
>>> c.__bases__
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'C' object has no attribute '__bases__'
这个实例化的C类对象也是没有父类的属性的。
再更新一下白板:
白板上的第二列,它们既是第三列的类型,又是第一列的实例,我们把这列的对象叫TypeObject。
白板上的第三列,它们是第二列类型的实例,而没有父类(__bases__)的,我们把它们叫Instance。
你以为事情就这样完了?不。。看见type孤零零在第一列其实不是那么舒服。。我们给它整几个玩伴看看。但要怎么整呢?要属于第一列的,必须是type的子类,那么我们只需要继承type来定义类就可以了:
>>> class M(type):
... pass
...
>>> M.__class__
<type 'type'>
>>> M.__bases__
(<type 'type'>,)
>>>
嗯嗯,M类的类型和父类都是type。这个时候,我们可以把它归到第一列去。那么,要怎么样实例化M类型呢?实例化后它应该出现在那个列?嗯嗯,好吧,刚才你一不小心创建了一个元类,MetaClass!即类的类。如果你要实例化一个元类,那还是得定义一个类:
>>> class TM(object):
... __metaclass__ = M # 这样来指定元类。
...
...
>>> TM.__class__
<class '__main__.M'> # 这个类不再是type类型,而是M类型的。
>>> TM.__bases__
(<type 'object'>,)
好了,现在TM这个类就是出现在第二列的。
再总结一下:
第一列,元类列,type是所有元类的父亲。我们可以通过继承type来创建元类。
第二列,TypeObject列,也称类列,object是所有类的父亲,大部份我们直接使用的数据类型都存在这个列的。
第三列,实例列,实例是对象关系链的末端,不能再被子类化和实例化。
到现在为止,Python类型的秘密已经说穿了,不一小心连元类也暴露了。哎。慢慢消化吧,信息量很大。
=============更新=============
更新更新。。回答一下题主在问题后面说的为什么要有两个,而不是一个。如果type和object只保留一个,那么一定是object。只有object 时,第一列将不复存在,只剩下二三列,第二列表示类型,第三列表示实例,这个和大部分静态语言的类型架构类似,如java 。这样的架构将让python 失去一种很重要的动态特性–动态创建类型。本来,类(第二列的同学)在Python里面是一个对象(typeobject),对象是可以在运行时动态修改的,所以我们能在你定义一个类之后去修改他的行为或属性!拿掉第一列后,第二列变成了纯类型,写成怎样的,运行时行为就怎样。在这一点上,并不比静态语言有优势。所以,以上!
=============补充=============
补充一个知乎上另一个人对该问题的简要回答
作者:刘鑫
简单的说,很多运行时体系(不一定是针对某种语言)都提供在运行时获取类型信息的功能,那么获取出来的是什么东西呢?获取出来的是一个描述类型信息的对象。那么所有描述类型信息的对象,都是“类型”这个类型的实例。这个type类型不是类型本身,而是用于描述类型的对象实例,类型本身是一种抽象的信息,type类的实例对象是它具体的信息载体。既然type类型也是一种类型,那么它是公共根类型object的一个派生,也就是合情合理的设计了。反过来,object 类型并不依赖 type 类型,最多它的一些反射/自省逻辑需要调用type。
参考