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我正在用 C++ 编写 Python 3 扩展，并试图找到一种方法来检查 aPyObject是否与定义其实例布局的类型（结构）相关。我只对 static-size 感兴趣PyObject，而不是PyVarObject. 实例布局由具有某些明确定义的布局的结构定义：强制PyObject标头和（可选）用户定义的成员。

下面是PyObject基于定义新类型中著名的Noddy 示例的扩展示例：

// Noddy struct specifies PyObject instance layout
struct Noddy {
    PyObject_HEAD
    int number;
};

// type object corresponding to Noddy instance layout
PyTypeObject NoddyType = {
    PyObject_HEAD_INIT(NULL)
    0,                         /*ob_size*/
    "noddy.Noddy",             /*tp_name*/
    sizeof(Noddy),             /*tp_basicsize*/
    0,                         /*tp_itemsize*/
    ...
    Noddy_new,                 /* tp_new */
};

重要的是要注意它Noddy是一个类型，一个编译时实体，但NoddyType它是一个在运行时存在于内存中的对象。Noddy和之间唯一明显的关系NoddyType似乎是sizeof(Noddy)存储在tp_basicsize成员中的值。

在 Python 中实现的手写继承指定了允许在PyObject用于声明该特定实例布局的类型之间进行转换的规则PyObject：

PyObject* Noddy_new(PyTypeObject *type, PyObject *args, PyObject *kwds)
{
    // When a Python object is a Noddy instance,
    // its PyObject* pointer can be safely cast to Noddy
    Noddy *self = reinterpret_cast<Noddy*>(type->tp_alloc(type, 0));

    self->number = 0; // initialise Noddy members

    return reinterpret_cast<PyObject*>(self);
}

在各种槽函数等情况下，可以安全地假设“Python 对象是 Noddy”并在没有任何检查的情况下进行强制转换。但是，有时需要在其他情况下强制转换，然后感觉就像是在盲目转换：

void foo(PyObject* obj)
{
    // How to perform safety checks?
    Noddy* noddy = reinterpret_cast<Noddy*>(obj);
    ...
}

可以检查sizeof(Noddy) == Py_TYPE(obj)->tp_basicsize，但由于以下原因，它是不充分的解决方案：

1) 如果用户将来自Noddy

class BabyNoddy(Noddy):
    pass

并且指向 , 的实例是obj不同的。但是，强制转换以获取指向实例布局部分的指针仍然是安全的。fooBabyNoddyPy_TYPE(obj)->tp_basicsizereinterpret_cast<Noddy*>(obj)

2）可以有其他结构声明实例布局的大小相同Noddy：

struct NeverSeenNoddy {
    PyObject_HEAD
    short word1;
    short word2;
};

事实上，在 C 语言级别，NeverSeenNoddystruct 与 object 类型兼容NoddyType——它可以适应NoddyType. 所以，演员阵容可能非常好。

所以，我的大问题是：

是否有任何 Python 策略可用于确定 aPyObject是否与Noddy实例布局兼容？

有什么方法可以检查是否PyObject*指向嵌入的对象部分Noddy？

如果没有政策，是否有任何黑客可能？

编辑：有几个问题似乎相似，但在我看来，它们与我提出的问题不同。例如：访问 PyObject 的底层结构

EDIT2：为了理解为什么我将 Sven Marnach 的回复标记为答案，请参阅该答案下方的评论。

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在 Python 中，您可以使用 test来检查obj是类型还是派生类型。C-API 中的一些是类型还是派生类型的测试基本相同，您使用：Noddyisinstance(obj, Noddy)PyObject *objNoddyTypePyObject_IsInstance()

PyObject_IsInstance(obj, &NoddyType)

至于你的第二个问题，没有办法做到这一点，如果你认为你需要这个，你的设计有严重的缺陷。最好从一开始就派生NeverSeenNoddyType自NoddyType——然后上面的检查也会将派生类型的对象识别为NoddyType.

于 2011-12-11T00:46:38.413 回答
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因为每个对象都以 开头PyObject_HEAD，所以访问此标头定义的字段始终是安全的。其中一个字段是ob_type（通常使用Py_TYPE宏访问）。如果 this 指向NoddyType或派生自任何其他类型NoddyType（这就是PyObject_IsInstance告诉你的），那么你可以假设对象的布局是struct Noddy.

换句话说，如果一个对象指向或它的任何子类，它就与Noddy实例布局兼容。Py_TYPENoddyType

在第二个问题中，演员阵容不会很好。Noddy和的布局NeverSeenNoddy不同，即使大小可能相同。

假设这NeverSeenNoddy是一个NeverSeenNoddy_Type类型的布局，你不应该强制转换为NeverSeenNoddyifPyObject_IsInstance(obj, &NeverSeenNoddy_Type)为 false。

如果您希望有两个具有公共字段的 C 级类型，则应从在实例布局中仅具有公共字段的公共基础派生这两种类型。

然后，子类型应在其布局顶部包含基本布局：

struct SubNoddy {
    // No PyObject_HEAD because it's already in Noddy
    Noddy noddy;
    int extra_field;
};

然后，如果PyObject_IsInstance(obj, &SubNoddy_Type)返回 true，您可以强制转换SubNoddy并访问该extra_field字段。如果PyObject_IsInstance(obj, &Noddy_Type)返回 true，您可以强制转换Noddy并访问公共字段。

于 2011-12-11T02:30:02.783 回答