Python3中的类型子类化与对象子类化

Question

我一直在阅读关于元类的内容，但当涉及到type和object类时，我就迷失了。

我知道它们处于层次结构的顶部，并且它们是用C代码实现的。我也明白type继承自object，并且object是type的一个实例。

在SO上我找到了答案之一，其中有人提到关于object-type关系的问题：

“这种相互继承通常是不可能的，但对于Python中的这些基本类型而言，它们打破了规则。”

我的问题是为什么要这样实现，这种实现的目的是什么？它解决了什么问题/设计的好处是什么？它不能只使用type或只使用object类作为层次结构的顶部，让每个类都继承它吗？

最后，从object继承和从type继承有什么区别？我应该在什么情况下使用其中之一？

class Foo(object):
    pass

对比

class Foo(type):
    pass

- an0o0nym

---

那个答案非常误导人。没有相互继承的情况发生；该答案没有很好地传达实例和子类关系之间的区别。 - user2357112

type 是 Python 中的基元类。 （每个类都是一个对象，而类的类是其元类。）除非您有意尝试创建元类，否则不应该对 type 进行子类化。 - kindall

Answer 1

object和type之间不存在交叉继承。实际上，交叉继承是不可能的。

# A type is an object
isinstance(int, object) # True

# But an object is not necessarily a type
isinstance(object(), type) # False

在Python中的真实情况是...

一切都是对象

绝对所有的东西，object 是唯一的基础类型。

isinstance(1, object) # True
isinstance('Hello World', object) # True
isinstance(int, object) # True
isinstance(object, object) # True
isinstance(type, object) # True

每个东西都有一种类型

每个东西都有一个类型，可以是内置的或用户定义的，并且可以使用 type 获取该类型。

type(1) # int
type('Hello World') # str
type(object) # type

并非所有东西都是类型

这一点相当明显

isinstance(1, type) # False
isinstance(isinstance, type) # False
isinstance(int, type) # True

type是它自己的类型

这是type特有的行为，其他类无法复制。

type(type) # type

换句话说，type 是 Python 中唯一的对象 X，使得 type(X) is X 成立。

type(type) is type # True

# While...
type(object) is object # False

这是因为type是唯一的内置元类。元类只是一个类，但它的实例本身也是类。所以在你的示例中...

# This defines a class
class Foo(object):
    pass

# Its instances are not types
isinstance(Foo(), type) # False

# While this defines a metaclass
class Bar(type):
    pass

# Its instances are types
MyClass = Bar('MyClass', (), {})

isinstance(MyClass, type) # True

# And it is a class
x = MyClass()

isinstance(x, MyClass) # True

- Olivier Melançon

---

注意：这里的一些“总是”声明仅适用于Python 3；在Python 2中，旧风格类具有完全不同的类型层次结构（并且type(x)，其中x是旧风格类的实例，在类型上告诉您是instance，而不是它是实例的类）。 - ShadowRanger

以上所有内容都是真实的，我仔细措辞，以便在Python2和3中都适用。陷阱在于说type(Foo()) is Foo始终为真。您的示例正确地表明它并不是这样，尽管isinstance(Foo(), Foo)为真。其余部分仍然是真实的，一切都是对象，一切都有类型，而type是唯一的自身类型的对象。但如果我错了，请纠正我！ - Olivier Melançon

啊，是的。重新检查后，即使是旧式类的实例也声称是object的实例，尽管从object继承是创建新式类的方式。不知何故，isinstance(Foo(), object)为真，即使issubclass(Foo, object)为假，因为instance本身是object的子类。在Py2类型系统中的技巧有时是微妙而神奇的。 :-) - ShadowRanger

我可能还要在“一切都是对象”下添加这个：isinstance(type, object) # True - John

Answer 2

在Python中，一切都是对象。每个对象都有一个类型，事实上，对象的类型也是一个对象，因此必须具有自己的类型。类型有一个特殊的类型称为type。像任何其他类型一样，这个类型也是一个对象，因此它也是object的一个实例。

每个对象都是object的一个实例，包括任何对象的类型。因此，int是一个对象，str也是一个对象，以及1和'asd'等更明显的示例。在Python中，您可以引用或分配给变量的任何内容都是object的一个实例。

由于object是一种类型，因此它是type的一个实例。这意味着object和type都是彼此的实例。无论您链接的其他答案说什么，这都不是“继承”。这种关系与int和1之间的关系相同：从1得到的对象是int的一个实例。这里的奇怪之处在于object和type都是彼此的实例。

从Python的角度来看，这两个意味着不同的事情。object类型具有本体论角色：一切都是对象（没有其他内容存在）。因此，说type是一个对象只是意味着它在Python的模型中“存在”。另一方面，object是所有对象的基本类型，因此它是一种类型。作为一种类型，它必须是type的一个实例，就像任何其他对象一样，它也是object的一个实例。

就解释器的实现而言，type是object的一个实例这一事实很方便，因为它维护了“一切都是对象”，这对于例如在关闭时释放对象非常有用。object是type的一个实例这一事实很有用，因为它使得确保它的行为类似于其他类型对象变得简单明了。

- Oscar Benjamin

---

这是很好的信息，是否有更一般、官方的知识体系相关内容？ - shayaan