Estructuras de objetos comunes

Hay un gran número de estructuras que se utilizan en la definición de los tipos de objetos de Python. Esta sección describe estas estructuras y la forma en que se utilizan.

Base object types and macros

En última instancia, todos los objetos de Python comparten un pequeño número de campos en el comienzo de la representación del objeto en la memoria. Estos están representados por la PyObject y PyVarObject,que se definen, a su vez, por las expansiones de algunos macros también se utilizan, ya sea directa o indirectamente, en la definición de todos otros objetos de Python.

PyObject

Todos los tipos de objetos son extensiones de este tipo. Este es un tipo que contiene la información que Python necesita para tratar un puntero a un objeto como un objeto. En una construcción «release» normal, que contiene solo contador de referencia del objeto y un puntero al objeto de tipo correspondiente. En realidad nada es declarado como un PyObject, pero cada puntero a un objeto de Python se puede convertir en una PyObject*. El acceso a los miembros debe hacerse mediante el uso de las macros Py_REFCNT y Py_TYPE.

PyVarObject

Esta es una extensión de PyObject que se suma el campo ob_size. Esto sólo se utiliza para objetos que tienen cierta noción de longitud (length). Este tipo no suele aparecer en la API Python/C. El acceso a los miembros debe hacerse mediante el uso de las macros Py_REFCNT, Py_TYPE, y Py_SIZE.

PyObject_HEAD

Esta es una macro utilizado cuando se declara nuevos tipos que representan objetos sin una longitud variable. La macro PyObject_HEAD se expande a:

PyObject ob_base;

Consulte la documentación de PyObject en secciones anteriores.

PyObject_VAR_HEAD

Esta es una macro utilizado cuando se declara nuevos tipos que representan objetos con una longitud que varía de una instancia a otra instancia. La macro PyObject_VAR_HEAD se expande a:

PyVarObject ob_base;

Consulte la documentación de PyVarObject anteriormente.

Py_TYPE(o)

Esta macro se utiliza para acceder al miembro ob_type de un objeto Python. Se expande a:

(((PyObject*)(o))->ob_type)
int Py_IS_TYPE(PyObject *o, PyTypeObject *type)

Return non-zero if the object o type is type. Return zero otherwise. Equivalent to: Py_TYPE(o) == type.

Nuevo en la versión 3.9.

void Py_SET_TYPE(PyObject *o, PyTypeObject *type)

Set the object o type to type.

Nuevo en la versión 3.9.

Py_REFCNT(o)

Esta macro se utiliza para acceder al miembro ob_refcnt de un objeto Python. Se expande a:

(((PyObject*)(o))->ob_refcnt)
void Py_SET_REFCNT(PyObject *o, Py_ssize_t refcnt)

Set the object o reference counter to refcnt.

Nuevo en la versión 3.9.

Py_SIZE(o)

Esta macro se utiliza para acceder al miembro ob_size de un objeto Python. Se expande a:

(((PyVarObject*)(o))->ob_size)
void Py_SET_SIZE(PyVarObject *o, Py_ssize_t size)

Set the object o size to size.

Nuevo en la versión 3.9.

PyObject_HEAD_INIT(type)

Esta es una macro que se expande para valores de inicialización para un nuevo tipo PyObject. Esta macro expande:

_PyObject_EXTRA_INIT
1, type,
PyVarObject_HEAD_INIT(type, size)

Esta es una macro que se expande para valores de inicialización para un nuevo tipo PyVarObject, incluyendo el campo ob_size. Esta macro se expande a:

_PyObject_EXTRA_INIT
1, type, size,

Implementing functions and methods

PyCFunction

Type of the functions used to implement most Python callables in C. Functions of this type take two PyObject* parameters and return one such value. If the return value is NULL, an exception shall have been set. If not NULL, the return value is interpreted as the return value of the function as exposed in Python. The function must return a new reference.

The function signature is:

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

Type of the functions used to implement Python callables in C with signature METH_VARARGS | METH_KEYWORDS. The function signature is:

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

Type of the functions used to implement Python callables in C with signature METH_FASTCALL. The function signature is:

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

Type of the functions used to implement Python callables in C with signature METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS. The function signature is:

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

Type of the functions used to implement Python callables in C with signature METH_METHOD | METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS. The function signature is:

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

Nuevo en la versión 3.9.

PyMethodDef

Estructura utiliza para describir un método de un tipo de extensión. Esta estructura tiene cuatro campos:

Campo

Tipo C

Significado

ml_name

const char *

nombre del método

ml_meth

PyCFunction

puntero a la implementación en C

ml_flags

int

flag bits que indican cómo debe ser construida la llamada

ml_doc

const char *

puntos a los contenidos del docstring

The ml_meth is a C function pointer. The functions may be of different types, but they always return PyObject*. If the function is not of the PyCFunction, the compiler will require a cast in the method table. Even though PyCFunction defines the first parameter as PyObject*, it is common that the method implementation uses the specific C type of the self object.

El campo ml_flags es un campo de bits que puede incluir las siguientes flags. Las flags individuales indican o bien una convención de llamada o una convención vinculante.

There are these calling conventions:

METH_VARARGS

This is the typical calling convention, where the methods have the type PyCFunction. The function expects two PyObject* values. The first one is the self object for methods; for module functions, it is the module object. The second parameter (often called args) is a tuple object representing all arguments. This parameter is typically processed using PyArg_ParseTuple() or PyArg_UnpackTuple().

METH_VARARGS | METH_KEYWORDS

Los métodos con estas flags deben ser del tipo PyCFunctionWithKeywords. La función espera tres parámetros: self, args, kwargs donde kwargs es un diccionario de todos los argumentos de palabras clave o, posiblemente, NULL si no hay argumentos de palabra clave. Los parámetros se procesan típicamente usando PyArg_ParseTupleAndKeywords().

METH_FASTCALL

Fast calling convention supporting only positional arguments. The methods have the type _PyCFunctionFast. The first parameter is self, the second parameter is a C array of PyObject* values indicating the arguments and the third parameter is the number of arguments (the length of the array).

Esto no es parte de la API limitada.

Nuevo en la versión 3.7.

METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS

Extension of METH_FASTCALL supporting also keyword arguments, with methods of type _PyCFunctionFastWithKeywords. Keyword arguments are passed the same way as in the vectorcall protocol: there is an additional fourth PyObject* parameter which is a tuple representing the names of the keyword arguments (which are guaranteed to be strings) or possibly NULL if there are no keywords. The values of the keyword arguments are stored in the args array, after the positional arguments.

Esto no es parte de la API limitada.

Nuevo en la versión 3.7.

METH_METHOD | METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS

Extension of METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS supporting the defining class, that is, the class that contains the method in question. The defining class might be a superclass of Py_TYPE(self).

The method needs to be of type PyCMethod, the same as for METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS with defining_class argument added after self.

Nuevo en la versión 3.9.

METH_NOARGS

Métodos sin parámetros no tienen que comprobar si los argumentos se dan si están registrados con el flag METH_NOARGS. Tienen que ser de tipo PyCFunction. El primer parámetro normalmente se denomina self y llevará a cabo una referencia a la instancia módulo u objeto. En todos los casos el segundo parámetro será NULL.

METH_O

Methods with a single object argument can be listed with the METH_O flag, instead of invoking PyArg_ParseTuple() with a "O" argument. They have the type PyCFunction, with the self parameter, and a PyObject* parameter representing the single argument.

Estas dos constantes no se utilizan para indicar la convención de llamada si no la vinculación cuando su usan con métodos de las clases. Estos no se pueden usar para funciones definidas para módulos. A lo sumo uno de estos flags puede establecerse en un método dado.

METH_CLASS

Al método se le pasará el objeto tipo como primer parámetro, en lugar de una instancia del tipo. Esto se utiliza para crear métodos de clase (class methods), similar a lo que se crea cuando se utiliza la función classmethod() incorporada.

METH_STATIC

El método pasará NULL como el primer parámetro en lugar de una instancia del tipo. Esto se utiliza para crear métodos estáticos (static methods), similar a lo que se crea cuando se utiliza la función staticmethod() incorporada.

En otros controles constantes dependiendo si se carga un método en su lugar (in place) de otra definición con el mismo nombre del método.

METH_COEXIST

El método se cargará en lugar de las definiciones existentes. Sin METH_COEXIST, el comportamiento predeterminado es saltarse las definiciones repetidas. Desde envolturas de ranura se cargan antes de la tabla de métodos, la existencia de una ranura sq_contains, por ejemplo, generaría un método envuelto llamado __contains__() e impediría la carga de una PyCFunction correspondiente con el mismo nombre. Con el flag definido, la PyCFunction se cargará en lugar del objeto envoltorio y coexistirá con la ranura. Esto es útil porque las llamadas a PyCFunctions se optimizan más que las llamadas a objetos envolvente.

Accessing attributes of extension types

PyMemberDef

Estructura que describe un atributo de un tipo que corresponde a un miembro de la estructura de C. Sus campos son:

Campo

Tipo C

Significado

name

const char *

nombre del miembro

type

int

el tipo de miembro en la estructura de C

offset

Py_ssize_t

el desplazamiento en bytes que el miembro se encuentra en la estructura de objetos tipo

flags

int

flags bits que indican si el campo debe ser de sólo lectura o de escritura

doc

const char *

puntos a los contenidos del docstring

type puede ser uno de muchos macros T_ correspondientes a diversos tipos C. Cuando se accede al miembro en Python, será convertida al tipo Python equivalente.

nombre de la macro

tipo C

T_SHORT

short

T_INT

int

T_LONG

long

T_FLOAT

float

T_DOUBLE

double

T_STRING

const char *

T_OBJECT

PyObject *

T_OBJECT_EX

PyObject *

T_CHAR

char

T_BYTE

char

T_UBYTE

unsigned char

T_UINT

unsigned int

T_USHORT

unsigned short

T_ULONG

unsigned long

T_BOOL

char

T_LONGLONG

long long

T_ULONGLONG

unsigned long long

T_PYSSIZET

Py_ssize_t

T_OBJECT y T_OBJECT_EX se diferencian en que T_OBJECT retorna None si el miembro es NULL y T_OBJECT_EX lanza un AttributeError. Trate de usar T_OBJECT_EX sobre T_OBJECT porque T_OBJECT_EX maneja el uso de la declaración del en ese atributo más correctamente que T_OBJECT.

flags puede ser 0 para el acceso de escritura y lectura o READONLY para el acceso de sólo lectura. El uso de T_STRING para type implica READONLY. Los datos T_STRING se interpretan como UTF-8. Sólo se pueden eliminar T_OBJECT y miembros T_OBJECT_EX. (Se establecen a NULL).

Heap allocated types (created using PyType_FromSpec() or similar), PyMemberDef may contain definitions for the special members __dictoffset__, __weaklistoffset__ and __vectorcalloffset__, corresponding to tp_dictoffset, tp_weaklistoffset and tp_vectorcall_offset in type objects. These must be defined with T_PYSSIZET and READONLY, for example:

static PyMemberDef spam_type_members[] = {
    {"__dictoffset__", T_PYSSIZET, offsetof(Spam_object, dict), READONLY},
    {NULL}  /* Sentinel */
};
PyGetSetDef

Estructura para definir el acceso para un tipo como el de una propiedad. Véase también la descripción de la ranura PyTypeObject.tp_getset.

Campo

Tipo C

Significado

nombre

const char *

Nombre del Atributo

get

getter

Función C para obtener el atributo

set

setter

función opcional C para establecer o eliminar el atributo, si se omite el atributo es de sólo lectura

doc

const char *

docstring opcional

clausura (closure)

void *

puntero de función opcional, proporcionar datos adicionales para getter y setter

The get function takes one PyObject* parameter (the instance) and a function pointer (the associated closure):

typedef PyObject *(*getter)(PyObject *, void *);

Debe retornar una nueva referencia en caso de éxito o NULL con una excepción establecida en caso de error.

set functions take two PyObject* parameters (the instance and the value to be set) and a function pointer (the associated closure):

typedef int (*setter)(PyObject *, PyObject *, void *);

En caso de que el atributo deba suprimirse el segundo parámetro es NULL. Debe retornar 0 en caso de éxito o -1 con una excepción explícita en caso de fallo.