公用对象结构体
**************

大量的结构体被用于定义Python的对象类型。这一节描述了这些的结构体和它们
的使用方法。


基本的对象类型和宏
==================

所有的 Python 对象最终都会在对象的内存表示的开始部分共享少量的字段。
这些字段由 "PyObject" 和 "PyVarObject" 类型来表示，相应地，这些类型又
是由一些宏扩展来定义的，它们也直接或间接地被用于所有其他 Python 对象的
定义。 附加的宏可以在 引用计数 下找到。

type PyObject
    * 属于 受限 API. (仅有部分成员属于稳定 ABI。)*

   所有对象类型都是此类型的扩展。 这是一个包含了 Python 将对象的指针当
   作对象来处理所需的信息的类型。 在一个普通的“发行”编译版中，它只包含
   对象的引用计数和指向对应类型对象的指针。 没有什么对象被实际声明为
   "PyObject"，但每个指向 Python 对象的指针都可以被转换为 PyObject*。
   对成员的访问必须通过使用 "Py_REFCNT" 和 "Py_TYPE" 宏来完成。

type PyVarObject
    * 属于 受限 API. (仅有部分成员属于稳定 ABI。)*

   这是一个添加了 "ob_size" 字段的 "PyObject" 扩展。 它仅用于具有某些
   *长度* 标记的对象。 此类型并不经常在 Python/C API 中出现。 对成员的
   访问必须通过使用 "Py_REFCNT", "Py_TYPE" 和 "Py_SIZE" 宏来完成。

PyObject_HEAD

   这是一个在声明代表无可变长度对象的新类型时所使用的宏。
   PyObject_HEAD 宏被扩展为:

      PyObject ob_base;

   参见上面 "PyObject" 的文档。

PyObject_VAR_HEAD

   这是一个在声明代表每个实例具有可变长度的对象时所使用的宏。
   PyObject_VAR_HEAD 宏被扩展为:

      PyVarObject ob_base;

   参见上面 "PyVarObject" 的文档。

int Py_Is(PyObject *x, PyObject *y)
    * 属于 稳定 ABI 自 3.10 版开始.*

   测试 *x* 是否为 *y* 对象，与 Python 中的 "x is y" 相同。

   在 3.10 版本加入.

int Py_IsNone(PyObject *x)
    * 属于 稳定 ABI 自 3.10 版开始.*

   测试一个对象是否为 "None" 单例，与 Python 中的 "x is None" 相同。

   在 3.10 版本加入.

int Py_IsTrue(PyObject *x)
    * 属于 稳定 ABI 自 3.10 版开始.*

   测试一个对象是否为 "True" 单例，与 Python 中的 "x is True" 相同。

   在 3.10 版本加入.

int Py_IsFalse(PyObject *x)
    * 属于 稳定 ABI 自 3.10 版开始.*

   测试一个对象是否为 "False" 单例，与 Python 中的 "x is False" 相同。

   在 3.10 版本加入.

PyTypeObject *Py_TYPE(PyObject *o)

   获取 Python 对象 *o* 的类型。

   返回一个 *borrowed reference*。

   使用 "Py_SET_TYPE()" 函数来设置一个对象类型。

   在 3.11 版本发生变更: "Py_TYPE()" 被改为一个内联的静态函数。 形参类
   型不再是 const PyObject*。

int Py_IS_TYPE(PyObject *o, PyTypeObject *type)

   如果对象 *o* 的类型为 *type* 则返回非零值。 否则返回零。 等价于:
   "Py_TYPE(o) == type"。

   在 3.9 版本加入.

void Py_SET_TYPE(PyObject *o, PyTypeObject *type)

   将对象 *o* 的类型设为 *type*。

   在 3.9 版本加入.

Py_ssize_t Py_SIZE(PyVarObject *o)

   获取 Python 对象 *o* 的大小。

   使用 "Py_SET_SIZE()" 函数来设置一个对象大小。

   在 3.11 版本发生变更: "Py_SIZE()" 被改为一个内联静态函数。 形参类型
   不再是 const PyVarObject*。

void Py_SET_SIZE(PyVarObject *o, Py_ssize_t size)

   将对象 *o* 的大小设为 *size*。

   在 3.9 版本加入.

PyObject_HEAD_INIT(type)

   这是一个为新的 "PyObject" 类型扩展初始化值的宏。 该宏扩展为:

      _PyObject_EXTRA_INIT
      1, type,

PyVarObject_HEAD_INIT(type, size)

   这是一个为新的 "PyVarObject" 类型扩展初始化值的宏，包括 "ob_size"
   字段。 该宏会扩展为:

      _PyObject_EXTRA_INIT
      1, type, size,


实现函数和方法
==============

type PyCFunction
    * 属于 稳定 ABI.*

   用于在 C 中实现大多数 Python 可调用对象的函数类型。 该类型的函数接
   受两个 PyObject* 形参并返回一个这样的值。 如果返回值为 "NULL"，则将
   设置一个异常。 如果不为 "NULL"，则返回值将被解读为 Python 中暴露的
   函数的返回值。 此函数必须返回一个新的引用。

   函数的签名为:

      PyObject *PyCFunction(PyObject *self,
                            PyObject *args);

type PyCFunctionWithKeywords
    * 属于 稳定 ABI.*

   用于在 C 中实现具有 METH_VARARGS | METH_KEYWORDS 签名的 Python 可调
   用对象的函数类型。 函数的签名为:

      PyObject *PyCFunctionWithKeywords(PyObject *self,
                                        PyObject *args,
                                        PyObject *kwargs);

type _PyCFunctionFast

   用于在 C 中实现具有 "METH_FASTCALL" 签名的 Python 可调用对象的函数
   类型。 函数的签名为:

      PyObject *_PyCFunctionFast(PyObject *self,
                                 PyObject *const *args,
                                 Py_ssize_t nargs);

type _PyCFunctionFastWithKeywords

   用于在 C 中实现具有 METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS 签名的 Python 可
   调用对象的函数类型。 函数的签名为:

      PyObject *_PyCFunctionFastWithKeywords(PyObject *self,
                                             PyObject *const *args,
                                             Py_ssize_t nargs,
                                             PyObject *kwnames);

type PyCMethod

   用于在 C 中实现具有 METH_METHOD | METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS 签
   名的 Python 可调用对象的函数类型。 函数的签名为:

      PyObject *PyCMethod(PyObject *self,
                          PyTypeObject *defining_class,
                          PyObject *const *args,
                          Py_ssize_t nargs,
                          PyObject *kwnames)

   在 3.9 版本加入.

type PyMethodDef
    * 属于 稳定 ABI (包括所有成员).*

   用于描述一个扩展类型的方法的结构体。 该结构体有四个字段:

   const char *ml_name

      方法的名称。

   PyCFunction ml_meth

      指向 C 语言实现的指针。

   int ml_flags

      指明调用应当如何构建的旗标位。

   const char *ml_doc

      指向文档字符串的内容。

"ml_meth" 是一个 C 函数指针。 该函数可以为不同类型，但它们将总是返回
PyObject*。 如果该函数不属于 "PyCFunction"，则编译器将要求在方法表中进
行转换。 尽管 "PyCFunction" 将第一个参数定义为 PyObject*，但该方法的实
现使用 *self* 对象的特定 C 类型也很常见。

"ml_flags" 字段是可以包含以下旗标的位字段。 每个旗标表示一个调用惯例或
绑定惯例。

调用惯例有如下这些:

METH_VARARGS

   这是典型的调用惯例，其中方法的类型为 "PyCFunction"。 该函数接受两个
   PyObject* 值。 第一个是用于方法的 *self* 对象；对于模块函数，它将为
   模块对象。 第二个形参 (常被命名为 *args*) 是一个代表所有参数的元组
   对象。 该形参通常是使用 "PyArg_ParseTuple()" 或
   "PyArg_UnpackTuple()" 来处理的。

METH_KEYWORDS

   只能用于同其他旗标形成特定的组合: METH_VARARGS | METH_KEYWORDS,
   METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS 和 METH_METHOD | METH_FASTCALL |
   METH_KEYWORDS。

METH_VARARGS | METH_KEYWORDS
   带有这些旗标的方法必须为 "PyCFunctionWithKeywords" 类型。 该函数接
   受三个形参: *self*, *args*, *kwargs* 其中 *kwargs* 是一个包含所有关
   键字参数的字典或者如果没有关键字参数则可以为 "NULL"。 这些形参通常
   是使用 "PyArg_ParseTupleAndKeywords()" 来处理的。

METH_FASTCALL

   快速调用惯例仅支持位置参数。 这些方法的类型为 "_PyCFunctionFast"。
   第一个形参为 *self*，第二个形参是由表示参数的 PyObject* 值组成的数
   组而第三个形参是参数的数量（数组的长度）。

   在 3.7 版本加入.

   在 3.10 版本发生变更: "METH_FASTCALL" 现在是 稳定 ABI 的一部分。

METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS
   "METH_FASTCALL" 的扩展也支持关键字参数，它使用类型为
   "_PyCFunctionFastWithKeywords" 的方法。 关键字参数的传递方式与
   vectorcall 协议 中的相同：还存在额外的第四个 PyObject* 参数，它是一
   个代表关键字参数名称（它将保证为字符串）的元组，或者如果没有关键字
   则可以为 "NULL"。 关键字参数的值存放在 *args* 数组中，在位置参数之
   后。

   在 3.7 版本加入.

METH_METHOD

   只能与其他旗标组合使用: METH_METHOD | METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS
   。

METH_METHOD | METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS
   METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS 的扩展支持 *定义式类*，也就是包含相应
   方法的类。 定义式类可以是 "Py_TYPE(self)" 的超类。

   该方法必须为 "PyCMethod" 类型，与在 "self" 之后添加了
   "defining_class" 参数的 "METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS" 一样。

   在 3.9 版本加入.

METH_NOARGS

   如果通过 "METH_NOARGS" 旗标列出了参数则没有形参的方法无需检查是否给
   出了参数。 它们必须为 "PyCFunction" 类型。 第一个形参通常被命名为
   *self* 并将持有对模块或对象实例的引用。 在所有情况下第二个形参都将
   为 "NULL"。

   该函数必须有 2 个形参。 由于第二个形参不会被使用，"Py_UNUSED" 可以
   被用来防止编译器警告。

METH_O

   具有一个单独对象参数的方法可使用 "METH_O" 旗标列出，而不必发起调用
   "PyArg_ParseTuple()" 并附带 ""O"" 参数。 它们的类型为 "PyCFunction"
   ，带有 *self* 形参，以及代表该单独参数的 PyObject* 形参。

这两个常量不是被用来指明调用惯例而是在配合类方法使用时指明绑定。 它们
不会被用于在模块上定义的函数。 对于任何给定方法这些旗标最多只会设置其
中一个。

METH_CLASS

   该方法将接受类型对象而不是类型的实例作为第一个形参。 它会被用于创建
   *类方法*，类似于使用 "classmethod()" 内置函数所创建的结果。

METH_STATIC

   该方法将接受 "NULL" 而不是类型的实例作为第一个形参。 它会被用于创建
   *静态方法*，类似于使用 "staticmethod()" 内置函数所创建的结果。

另一个常量控制方法是否将被载入来替代具有相同方法名的另一个定义。

METH_COEXIST

   该方法将被加载以替代现有的定义。 如果没有 *METH_COEXIST*，默认将跳
   过重复的定义。 由于槽位包装器会在方法表之前被加载，例如 当存在
   *sq_contains* 槽位时，将会生成一个名为 "__contains__()" 的已包装方
   法并阻止加载同名的相应 PyCFunction。 如果定义了此旗标，PyCFunction
   将被加载以替代此包装器对象并与槽位共存。 因为对 PyCFunction 的调用
   相比对包装器对象调用更为优化所以这是很有帮助的。

PyObject *PyCMethod_New(PyMethodDef *ml, PyObject *self, PyObject *module, PyTypeObject *cls)
    *返回值：新的引用。** 属于 稳定 ABI 自 3.9 版开始.*

   将 *ml* 转为一个 Python *callable* 对象。 调用方必须确保 *ml* 的生
   命期长于 *callable*。 通常，*ml* 会被定义为一个静态变量。

   *self* 形参将在发起调用时作为 "ml->ml_meth" 中 C 函数的 *self* 参数
   传入。 *self* 可以为 "NULL"。

   *callable* 对象的 "__module__" 属性可以根据给定的 *module* 参数来设
   置。 *module* 应为一个 Python 字符串，它将被用作函数定义所在的模块
   名称。 如果不可用，它将被设为 "None" 或 "NULL"。

   参见: "function.__module__"

   *cls* 形参将被作为 C 函数的 *defining_class* 参数传入。 如果在
   "ml->ml_flags" 上设置了 "METH_METHOD" 则必须设置该形参。

   在 3.9 版本加入.

PyObject *PyCFunction_NewEx(PyMethodDef *ml, PyObject *self, PyObject *module)
    *返回值：新的引用。** 属于 稳定 ABI.*

   等价于 "PyCMethod_New(ml, self, module, NULL)"。

PyObject *PyCFunction_New(PyMethodDef *ml, PyObject *self)
    *返回值：新的引用。** 属于 稳定 ABI 自 3.4 版开始.*

   等价于 "PyCMethod_New(ml, self, NULL, NULL)"。


访问扩展类型的属性
==================

type PyMemberDef
    * 属于 稳定 ABI (包括所有成员).*

   描述某个 C 结构成员对应类型的属性的结构体。 在定义类时，要把由这些
   结构组成的以 NULL 结尾的数组 放在 "tp_members" 槽位中。

   其中的字段及顺序如下:

   const char *name

      成员名称。 NULL 值表示 "PyMemberDef[]" 数组的结束。

      字符串应当是静态的，它不会被复制。

   int type

      C 结构体中成员的类型。 请参阅 成员类型 了解可能的取值。

   Py_ssize_t offset

      成员在类型的对象结构体中所在位置的以字节为单位的偏移量。

   int flags

      零个或多个 成员旗标，使用按位或运算进行组合。

   const char *doc

      文档字符串，或者为空。 该字符串应当是静态的，它不会被拷贝。 通常
      ，它是使用 "PyDoc_STR" 来定义的。

   默认情况下 (当 "flags" 为 "0" 时)，成员同时允许读取和写入访问。 使
   用 "Py_READONLY" 旗标表示只读访问。 某些类型，如 "Py_T_STRING"，隐
   含要求 "Py_READONLY"。 只有 "Py_T_OBJECT_EX" (以及旧式的
   "T_OBJECT") 成员可以删除。

   对于堆分配类型（使用 "PyType_FromSpec()" 或类似函数创建），
   "PyMemberDef" 可能包含特殊成员 ""__vectorcalloffset__"" 的定义，与
   类型对象中的 "tp_vectorcall_offset" 相对应。 它们必须用
   "Py_T_PYSSIZET" 和 "Py_READONLY" 来定义，例如:

      static PyMemberDef spam_type_members[] = {
          {"__vectorcalloffset__", Py_T_PYSSIZET,
           offsetof(Spam_object, vectorcall), Py_READONLY},
          {NULL}  /* Sentinel */
      };

   （您可能需要为 "offsetof()" 添加 "#include <stddef.h>"。）

   旧式的偏移量 "tp_dictoffset" 和 "tp_weaklistoffset" 可使用
   ""__dictoffset__"" 和 ""__weaklistoffset__"" 成员进行类似的定义，但
   强烈建议扩展程序改用 "Py_TPFLAGS_MANAGED_DICT" 和
   "Py_TPFLAGS_MANAGED_WEAKREF"。

   在 3.12 版本发生变更: "PyMemberDef" 将始终可用。在之前版本中，它需
   要包括 ""structmember.h""。

PyObject *PyMember_GetOne(const char *obj_addr, struct PyMemberDef *m)
    * 属于 稳定 ABI.*

   获取属于地址Get an attribute belonging to the object at address
   *obj_addr* 上的对象的某个属性。 该属性是以 "PyMemberDef" *m* 来描述
   的。 出错时返回 "NULL"。

   在 3.12 版本发生变更: "PyMember_GetOne" 将总是可用。 在之前版本中，
   它需要包括 ""structmember.h""。

int PyMember_SetOne(char *obj_addr, struct PyMemberDef *m, PyObject *o)
    * 属于 稳定 ABI.*

   将属于位于地址 *obj_addr* 的对象的属性设置到对象 *o*。 要设置的属性
   由 "PyMemberDef" *m* 描述。 成功时返回 "0" 而失败时返回负值。

   在 3.12 版本发生变更: "PyMember_SetOne" 将总是可用。 在之前版本中，
   它需要包括 ""structmember.h""。


成员旗标
--------

以下旗标可被用于 "PyMemberDef.flags":

Py_READONLY

   不可写入。

Py_AUDIT_READ

   在读取之前发出一个 "object.__getattr__" 审计事件。

Py_RELATIVE_OFFSET

   表示该 "PyMemberDef" 条目的 "offset" 是指明来自子类专属数据的偏移量
   ，而不是来自 "PyObject" 的偏移量。

   只能在使用负的 "basicsize" 创建类时被用作 "Py_tp_members" "槽位" 的
   组成部分。 它在此种情况下是强制要求。

   这个旗标只能在 "PyType_Slot" 中使用。 在类创建期间设置 "tp_members"
   时，Python 会清除它并将 "PyMemberDef.offset" 设为相对于 "PyObject"
   结构体的偏移量。

在 3.10 版本发生变更: 通过 "#include "structmember.h"" 提供的
"RESTRICTED"、"READ_RESTRICTED" 和 "WRITE_RESTRICTED" 宏已被弃用。
"READ_RESTRICTED" 和 "RESTRICTED" 等同于 "Py_AUDIT_READ"；
"WRITE_RESTRICTED" 则没有任何作用。

在 3.12 版本发生变更: "READONLY" 宏被更名为 "Py_READONLY"。
"PY_AUDIT_READ" 宏被更名为 "Py_" 前缀。 新名称现在将始终可用。 在之前
的版本中，这些名称需要 "#include "structmember.h""。该头文件仍然可用并
提供了原有的名称。


成员类型
--------

"PyMemberDef.type" 可以是下列与各种 C 类型相对应的宏之一。 在 Python
中访问该成员时，它将被转换为对应的 Python 类型。 当从 Python 设置成员
时，它将被转换回 C 类型。 如果无法转换，则会引发一个异常如 "TypeError"
或 "ValueError"。

除非标记为 (D)，否则不能使用 "del" 或 "delattr()" 删除以这种方式定义的
属性。

+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| 宏名称                           | C 类型                        | Python 类型            |
|==================================|===============================|========================|
| Py_T_BYTE                        | char                          | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_SHORT                       | short                         | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_INT                         | int                           | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_LONG                        | long                          | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_LONGLONG                    | long long                     | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_UBYTE                       | unsigned char                 | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_UINT                        | unsigned int                  | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_USHORT                      | unsigned short                | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_ULONG                       | unsigned long                 | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_ULONGLONG                   | unsigned long long            | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_PYSSIZET                    | Py_ssize_t                    | "int"                  |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_FLOAT                       | float                         | "float"                |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_DOUBLE                      | double                        | "float"                |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_BOOL                        | char (写为 0 或 1)            | "bool"                 |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_STRING                      | const char* (*)               | "str" (RO)             |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_STRING_INPLACE              | const char[] (*)              | "str" (RO)             |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_CHAR                        | char (0-127)                  | "str" (**)             |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+
| Py_T_OBJECT_EX                   | PyObject*                     | "object" (D)           |
+----------------------------------+-------------------------------+------------------------+

   (*): 以零结束的 UTF8 编码的 C 字符串。 使用 "Py_T_STRING" 时的 C 表
   示形式是一个指针；使用 "Py_T_STRING_INPLACE" 时字符串将直接存储在结
   构体中。

   (**): 长度为 1 的字符串。 只接受 ASCII 字符。

   (RO)：表示 "Py_READONLY"。

   (D)：可以删除，在这种情况下指针会被设为 "NULL"。 读取 "NULL" 指针会
   引发 "AttributeError"。

在 3.12 版本加入: 在之前的版本中，这些宏仅通过 "#include
"structmember.h"" 提供并且其名称不带 "Py_" 前缀 (例如 "T_INT")。 头文
件仍然可用并包含这些旧名称，以及下列已被弃用的类型：

T_OBJECT

   与 "Py_T_OBJECT_EX" 类似，但 "NULL" 会被转换为 "None"。 这将在
   Python 中产生令人吃惊的行为：删除该属性实际上会将其设置为 "None"。

T_NONE

   总是为 "None"。 必须与 "Py_READONLY" 一起使用。


定义读取器和设置器
------------------

type PyGetSetDef
    * 属于 稳定 ABI (包括所有成员).*

   用于定义针对某个类型的特征属性式的访问的结构体。 另请参阅
   "PyTypeObject.tp_getset" 槽位的描述。

   const char *name

      属性名称

   getter get

      用于获取属性的 C 函数。

   setter set

      可选的用于设置或删除属性的 C 函数。 如为 "NULL"，则属性将是只读
      的。

   const char *doc

      可选的文档字符串

   void *closure

      可选的函数指针，为 getter 和 setter 提供附加数据。

typedef PyObject *(*getter)(PyObject*, void*)
    * 属于 稳定 ABI.*

   "get" 函数接受一个 PyObject* 形参 (实例) 和一个函数指针 (关联的
   "closure"):

   它应当在成功时返回一个新的引用或在失败时返回 "NULL" 并设置异常。

typedef int (*setter)(PyObject*, PyObject*, void*)
    * 属于 稳定 ABI.*

   "set" 函数接受两个 PyObject* 形参 (实例和要设置的值) 和一个函数指针
   (关联的 "closure"):

   对于属性要被删除的情况第二个形参应为 "NULL"。 成功时应返回 "0" 或在
   失败时返回 "-1" 并设置异常。
