型オブジェクト

新スタイルの型を定義する構造体: PyTypeObject 構造体は、おそらく Python オブジェクトシステムの中で最も重要な構造体の1つでしょう。型オブジェクトは PyObject_*() 系や PyType_*() 系の関数で扱えますが、ほとんどの Python アプリケーションにとって、さして面白みのある機能を提供しません。型オブジェクトはオブジェクトがどのように振舞うかを決める基盤ですから、インタプリタ自体や新たな型を定義する拡張モジュールでは非常に重要な存在です。

型オブジェクトは標準の型 (standard type) に比べるとかなり大きな構造体です。各型オブジェクトは多くの値を保持しており、そのほとんどは C 関数へのポインタで、それぞれの関数はその型の機能の小さい部分を実装しています。この節では、型オブジェクトの各フィールドについて詳細を説明します。各フィールドは、構造体内で出現する順番に説明されています。

Typedefs: unaryfunc, binaryfunc, ternaryfunc, inquiry, intargfunc, intintargfunc, intobjargproc, intintobjargproc, objobjargproc, destructor, freefunc, printfunc, getattrfunc, getattrofunc, setattrfunc, setattrofunc, cmpfunc, reprfunc, hashfunc

PyTypeObject の構造体定義は Include/object.h で見つけられるはずです。参照の手間を省くために、ここでは定義を繰り返します:

typedef struct _typeobject {
    PyObject_VAR_HEAD
    const char *tp_name; /* For printing, in format "<module>.<name>" */
    Py_ssize_t tp_basicsize, tp_itemsize; /* For allocation */

    /* Methods to implement standard operations */

    destructor tp_dealloc;
    printfunc tp_print;
    getattrfunc tp_getattr;
    setattrfunc tp_setattr;
    PyAsyncMethods *tp_as_async; /* formerly known as tp_compare (Python 2)
                                    or tp_reserved (Python 3) */
    reprfunc tp_repr;

    /* Method suites for standard classes */

    PyNumberMethods *tp_as_number;
    PySequenceMethods *tp_as_sequence;
    PyMappingMethods *tp_as_mapping;

    /* More standard operations (here for binary compatibility) */

    hashfunc tp_hash;
    ternaryfunc tp_call;
    reprfunc tp_str;
    getattrofunc tp_getattro;
    setattrofunc tp_setattro;

    /* Functions to access object as input/output buffer */
    PyBufferProcs *tp_as_buffer;

    /* Flags to define presence of optional/expanded features */
    unsigned long tp_flags;

    const char *tp_doc; /* Documentation string */

    /* call function for all accessible objects */
    traverseproc tp_traverse;

    /* delete references to contained objects */
    inquiry tp_clear;

    /* rich comparisons */
    richcmpfunc tp_richcompare;

    /* weak reference enabler */
    Py_ssize_t tp_weaklistoffset;

    /* Iterators */
    getiterfunc tp_iter;
    iternextfunc tp_iternext;

    /* Attribute descriptor and subclassing stuff */
    struct PyMethodDef *tp_methods;
    struct PyMemberDef *tp_members;
    struct PyGetSetDef *tp_getset;
    struct _typeobject *tp_base;
    PyObject *tp_dict;
    descrgetfunc tp_descr_get;
    descrsetfunc tp_descr_set;
    Py_ssize_t tp_dictoffset;
    initproc tp_init;
    allocfunc tp_alloc;
    newfunc tp_new;
    freefunc tp_free; /* Low-level free-memory routine */
    inquiry tp_is_gc; /* For PyObject_IS_GC */
    PyObject *tp_bases;
    PyObject *tp_mro; /* method resolution order */
    PyObject *tp_cache;
    PyObject *tp_subclasses;
    PyObject *tp_weaklist;
    destructor tp_del;

    /* Type attribute cache version tag. Added in version 2.6 */
    unsigned int tp_version_tag;

    destructor tp_finalize;

} PyTypeObject;

型オブジェクト構造体は PyVarObject 構造体を拡張したものです。 ob_size フィールドは、(通常 class 文が呼び出す type_new() で生成される) 動的な型に使います。 PyType_Type (メタタイプ) は tp_itemsize を初期化するので注意してください。すなわち、 インスタンス (つまり型オブジェクト) には ob_size フィールドが存在しなければ なりません

PyObject* PyObject._ob_next
PyObject* PyObject._ob_prev

These fields are only present when the macro Py_TRACE_REFS is defined. Their initialization to NULL is taken care of by the PyObject_HEAD_INIT macro. For statically allocated objects, these fields always remain NULL. For dynamically allocated objects, these two fields are used to link the object into a doubly-linked list of all live objects on the heap. This could be used for various debugging purposes; currently the only use is to print the objects that are still alive at the end of a run when the environment variable PYTHONDUMPREFS is set.

サブタイプはこのフィールドを継承しません。

Py_ssize_t PyObject.ob_refcnt

型オブジェクトの参照カウントで、 PyObject_HEAD_INIT はこの値を 1 に初期化します。静的にメモリ確保された型オブジェクトでは、型のインスタンス (ob_type が該当する型を指しているオブジェクト) は参照をカウントする対象には なりません 。動的にメモリ確保される型オブジェクトの場合、インスタンスは参照カウントの対象に なります

サブタイプはこのフィールドを継承しません。

PyTypeObject* PyObject.ob_type

This is the type's type, in other words its metatype. It is initialized by the argument to the PyObject_HEAD_INIT macro, and its value should normally be &PyType_Type. However, for dynamically loadable extension modules that must be usable on Windows (at least), the compiler complains that this is not a valid initializer. Therefore, the convention is to pass NULL to the PyObject_HEAD_INIT macro and to initialize this field explicitly at the start of the module's initialization function, before doing anything else. This is typically done like this:

Foo_Type.ob_type = &PyType_Type;

This should be done before any instances of the type are created. PyType_Ready() checks if ob_type is NULL, and if so, initializes it to the ob_type field of the base class. PyType_Ready() will not change this field if it is non-zero.

サブタイプはこのフィールドを継承します。

Py_ssize_t PyVarObject.ob_size

静的にメモリ確保されている型オブジェクトの場合、このフィールドはゼロに初期化されます。動的にメモリ確保されている型オブジェクトの場合、このフィールドは内部使用される特殊な意味を持ちます。

サブタイプはこのフィールドを継承しません。

const char* PyTypeObject.tp_name

型の名前が入っている NUL 終端された文字列へのポインタです。モジュールのグローバル変数としてアクセスできる型の場合、この文字列は完全なモジュール名、ドット、そして型の名前と続く文字列になります; 組み込み型の場合、ただの型の名前です。モジュールがあるパッケージのサブモジュールの場合、完全なパッケージ名が完全なモジュール名の一部になっています。例えば、パッケージ P 内のサブモジュール Q に入っているモジュール M 内で定義されている T は、 tp_name"P.Q.M.T" に初期化します。

動的にメモリ確保される型オブジェクトの場合、このフィールドは単に型の名前になり、モジュール名は型の辞書内でキー '__module__' に対する値として明示的に保存されます。

静的にメモリ確保される型オブジェクトの場合、 tp_name フィールドにはドットが含まれているはずです。 最後のドットよりも前にある部分文字列全体は __module__ 属性として、またドットよりも後ろにある部分は __name__ 属性としてアクセスできます。

ドットが入っていない場合、 tp_name フィールドの内容全てが __name__ 属性になり、 __module__ 属性は (前述のように型の辞書内で明示的にセットしないかぎり) 未定義になります。 このため、その型は pickle 化できないことになります。 さらに、 pydoc が作成するモジュールドキュメントのリストにも載らなくなります。

サブタイプはこのフィールドを継承しません。

Py_ssize_t PyTypeObject.tp_basicsize
Py_ssize_t PyTypeObject.tp_itemsize

これらのフィールドは、型インスタンスのバイトサイズを計算できるようにします。

型には二つの種類があります: 固定長インスタンスの型は、 tp_itemsize フィールドがゼロで、可変長インスタンスの方は tp_itemsize フィールドが非ゼロの値になります。固定長インスタンスの型の場合、全てのインスタンスは等しく tp_basicsize で与えられたサイズになります。

可変長インスタンスの型の場合、インスタンスには ob_size フィールドがなくてはならず、インスタンスのサイズは N をオブジェクトの "長さ" として、 tp_basicsizetp_itemsize の N 倍を足したものになります。 N の値は通常、インスタンスの ob_size フィールドに記憶されます。ただし例外がいくつかあります: 例えば、整数では負の値を ob_size に使って、インスタンスの表す値が負であることを示し、 N 自体は abs(ob_size) になります。また、 ob_size フィールドがあるからといって、必ずしもインスタンスが可変長であることを意味しません (例えば、 リスト型の構造体は固定長のインスタンスになるにもかかわらず、インスタンスにはちゃんと意味を持った ob_size フィールドがあります)。

基本サイズには、 PyObject_HEAD マクロまたは PyObject_VAR_HEAD マクロ (インスタンス構造体を宣言するのに使ったどちらかのマクロ) で宣言されているフィールドが入っています。さらに、 _ob_prev および _ob_next フィールドがある場合、これらのフィールドもサイズに加算されます。従って、 tp_basicsize の正しい初期化値を得るには、インスタンスデータのレイアウトを宣言するのに使う構造体に対して sizeof 演算子を使うしかありません。基本サイズには、GC ヘッダサイズは入っていません。

これらのフィールドはサブタイプに別々に継承されます。基底タイプが 0 でない tp_itemsize を持っていた場合、基底タイプの実装に依存しますが、一般的にはサブタイプで別の 0 で無い値を tp_itemsize に設定するのは安全ではありません。

アラインメントに関する注釈: 変数の各要素を配置する際に特定のアラインメントが必要となる場合、 tp_basicsize の値に気をつけなければなりません。例: ある型が double の配列を実装しているとします。 tp_itemsizesizeof(double) です。 tp_basicsizesizeof(double) (ここではこれを double のアラインメントが要求するサイズと仮定する) の個数分のサイズになるようにするのはプログラマの責任です。

destructor PyTypeObject.tp_dealloc

インスタンスのデストラクタ関数へのポインタです。この関数は (単量子 NoneEllipsis の場合のように) インスタンスが決してメモリ解放されない型でない限り必ず定義しなければなりません。

デストラクタ関数は、参照カウントが新たにゼロになった際に Py_DECREF()Py_XDECREF() マクロから呼び出されます。呼び出された時点では、インスタンスはまだ存在しますが、インスタンスに対する参照は全くない状態です。デストラクタ関数はインスタンスが保持している全ての参照を解放し、インスタンスが確保している全てのメモリバッファを (バッファの確保時に使った関数に対応するメモリ解放関数を使って) 解放し、最後に (デストラクタ関数の最後の操作として) その型の tp_free 関数を呼び出します。ある型がサブタイプを作成できない (Py_TPFLAGS_BASETYPE フラグがセットされていない) 場合、 tp_free の代わりにオブジェクトのメモリ解放関数 (deallocator) を直接呼び出してもかまいません。オブジェクトのメモリ解放関数は、インスタンスのメモリ確保を行う際に使った関数に対応したものでなければなりません; インスタンスを PyObject_New()PyObject_VarNew() でメモリ 確保した場合には、通常 PyObject_Del() を使い、 PyObject_GC_New()PyObject_GC_NewVar() で確保した場合には PyObject_GC_Del() を使います。

サブタイプはこのフィールドを継承します。

printfunc PyTypeObject.tp_print

予約済みのスロットです。 以前は Python 2.x でオブジェクトのフォーマット出力をするのに使われていました。

getattrfunc PyTypeObject.tp_getattr

オプションのポインタで、get-attribute-string を行う関数を指します。

このフィールドは非推奨です。 このフィールドを定義するときは、 tp_getattro 関数と同じように動作し、属性名は Python 文字列 オブジェクトではなく C 文字列で指定するような関数を指すようにしなければなりません。 シグネチャは次の通りです:

PyObject * tp_getattr(PyObject *o, char *attr_name);

This field is inherited by subtypes together with tp_getattro: a subtype inherits both tp_getattr and tp_getattro from its base type when the subtype's tp_getattr and tp_getattro are both NULL.

setattrfunc PyTypeObject.tp_setattr

オプションのポインタで、属性の設定と削除を行う関数を指します。

このフィールドは非推奨です。 このフィールドを定義するときは、 tp_setattro 関数と同じように動作し、属性名は Python 文字列 オブジェクトではなく C 文字列で指定するような関数を指すようにしなければなりません。 シグネチャは次の通りです:

PyObject * tp_setattr(PyObject *o, char *attr_name, PyObject *v);

The v argument is set to NULL to delete the attribute. This field is inherited by subtypes together with tp_setattro: a subtype inherits both tp_setattr and tp_setattro from its base type when the subtype's tp_setattr and tp_setattro are both NULL.

PyAsyncMethods* tp_as_async

追加の構造体を指すポインタです。 この構造体は、 C レベルで awaitable プロトコルと asynchronous iterator プロトコルを実装するオブジェクトだけに関係するフィールドを持ちます。 詳しいことは async オブジェクト構造体 を参照してください。

バージョン 3.5 で追加: 以前は tp_comparetp_reserved として知られていました。

reprfunc PyTypeObject.tp_repr

オプションのポインタで、組み込み関数 repr() を実装している関数を指します。

シグネチャは PyObject_Repr() と同じです。この関数は文字列オブジェクトか Unicode オブジェクトを返さなければなりません。理想的には、この関数が返す文字列は、適切な環境で eval() に渡した場合、同じ値を持つオブジェクトになるような文字列でなければなりません。不可能な場合には、オブジェクトの型と値から導出した内容の入った '<' から始まって '>' で終わる文字列を返さなければなりません。

このフィールドが設定されていない場合、 <%s object at %p> の形式をとる文字列が返されます。 %s は型の名前に、 %p はオブジェクトのメモリアドレスに置き換えられます。

サブタイプはこのフィールドを継承します。

PyNumberMethods* tp_as_number

数値プロトコルを実装した追加の構造体を指すポインタです。これらのフィールドについては 数値オブジェクト構造体 で説明されています。

tp_as_number フィールドは継承されませんが、そこの含まれるフィールドが個別に継承されます。

PySequenceMethods* tp_as_sequence

シーケンスプロトコルを実装した追加の構造体を指すポインタです。これらのフィールドについては シーケンスオブジェクト構造体 で説明されています。

tp_as_sequence フィールドは継承されませんが、これに含まれるフィールドが個別に継承されます。

PyMappingMethods* tp_as_mapping

マッピングプロトコルを実装した追加の構造体を指すポインタです。これらのフィールドについては マップオブジェクト構造体 で説明されています。

tp_as_mapping フィールドは継承されませんが、これに含まれるフィールドが個別に継承されます。

hashfunc PyTypeObject.tp_hash

オプションのポインタで、組み込み関数 hash() を実装している関数を指します。

シグネチャは PyObject_Hash() と同じです。この関数は型 Py_hash_t の値を返さなければなりません。通常時には -1 を戻り値にしてはなりません; ハッシュ値の計算中にエラーが生じた場合、関数は例外をセットして -1 を返さなければなりません。

このフィールドは明示的に PyObject_HashNotImplemented() に設定することで、親 type からのハッシュメソッドの継承をブロックすることができます。これは Python レベルでの __hash__ = None と同等に解釈され、 isinstance(o, collections.Hashable) が正しく False を返すようになります。逆もまた可能であることに注意してください - Python レベルで __hash__ = None を設定することで tp_hash スロットは PyObject_HashNotImplemented() に設定されます。

このフィールドがセットされていないときに、オブジェクトのハッシュ値を取ろうとすると TypeError が送出されます。

This field is inherited by subtypes together with tp_richcompare: a subtype inherits both of tp_richcompare and tp_hash, when the subtype's tp_richcompare and tp_hash are both NULL.

ternaryfunc PyTypeObject.tp_call

An optional pointer to a function that implements calling the object. This should be NULL if the object is not callable. The signature is the same as for PyObject_Call().

サブタイプはこのフィールドを継承します。

reprfunc PyTypeObject.tp_str

オプションのポインタで、組み込みの演算 str() を実装している関数を指します。(str が型の一つになったため、 str()str のコンストラクタを呼び出すことに注意してください。このコンストラクタは実際の処理を行う上で PyObject_Str() を呼び出し、さらに PyObject_Str() がこのハンドラを呼び出すことになります。)

シグネチャは PyObject_Str() と同じです; この関数は文字列オブジェクトか Unicode オブジェクトを返さなければなりません。また、この関数はオブジェクトを "分かりやすく (friendly)" 表現した文字列を返さなければなりません。というのは、この文字列はとりわけ print() 関数で使われることになる表記だからです。

このフィールドが設定されていない場合、文字列表現を返すためには PyObject_Repr() が呼び出されます。

サブタイプはこのフィールドを継承します。

getattrofunc PyTypeObject.tp_getattro

オプションのポインタで、get-attribute を実装している関数を指します。

シグネチャは PyObject_GetAttr() と同じです。 通常の属性検索を実装している PyObject_GenericGetAttr() をこのフィールドに設定しておくとたいていの場合は便利です。

This field is inherited by subtypes together with tp_getattr: a subtype inherits both tp_getattr and tp_getattro from its base type when the subtype's tp_getattr and tp_getattro are both NULL.

setattrofunc PyTypeObject.tp_setattro

オプションのポインタで、属性の設定と削除を行う関数を指します。

The signature is the same as for PyObject_SetAttr(), but setting v to NULL to delete an attribute must be supported. It is usually convenient to set this field to PyObject_GenericSetAttr(), which implements the normal way of setting object attributes.

This field is inherited by subtypes together with tp_setattr: a subtype inherits both tp_setattr and tp_setattro from its base type when the subtype's tp_setattr and tp_setattro are both NULL.

PyBufferProcs* PyTypeObject.tp_as_buffer

バッファインタフェースを実装しているオブジェクトにのみ関連する、一連のフィールド群が入った別の構造体を指すポインタです。構造体内の各フィールドは バッファオブジェクト構造体 (buffer object structure) で説明します。

tp_as_buffer フィールド自体は継承されませんが、これに含まれるフィールドは個別に継承されます。

unsigned long PyTypeObject.tp_flags

This field is a bit mask of various flags. Some flags indicate variant semantics for certain situations; others are used to indicate that certain fields in the type object (or in the extension structures referenced via tp_as_number, tp_as_sequence, tp_as_mapping, and tp_as_buffer) that were historically not always present are valid; if such a flag bit is clear, the type fields it guards must not be accessed and must be considered to have a zero or NULL value instead.

Inheritance of this field is complicated. Most flag bits are inherited individually, i.e. if the base type has a flag bit set, the subtype inherits this flag bit. The flag bits that pertain to extension structures are strictly inherited if the extension structure is inherited, i.e. the base type's value of the flag bit is copied into the subtype together with a pointer to the extension structure. The Py_TPFLAGS_HAVE_GC flag bit is inherited together with the tp_traverse and tp_clear fields, i.e. if the Py_TPFLAGS_HAVE_GC flag bit is clear in the subtype and the tp_traverse and tp_clear fields in the subtype exist and have NULL values.

以下に挙げるビットマスクは現在定義されているものです; フラグは | 演算子で論理和を取って tp_flags フィールドの値を作成できます。 PyType_HasFeature() マクロは型とフラグ値、 tp および f をとり、 tp->tp_flags & f が非ゼロかどうか調べます。

Py_TPFLAGS_HEAPTYPE

型オブジェクト自体がヒープにメモリ確保される場合にセットされるビットです。型オブジェクト自体がヒープにメモリ確保される場合、インスタンスの ob_type フィールドは型オブジェクトへの参照とみなされます。この場合、新たなインスタンスを生成する度に型オブジェクトを INCREF し、インスタンスを解放するたびに DECREF します (サブタイプのインスタンスには適用されません; インスタンスが ob_type で参照している型だけが INCREF および DECREF されます)。

Py_TPFLAGS_BASETYPE

型を別の型の基底タイプとして使える場合にセットされるビットです。このビットがクリアならば、この型のサブタイプは生成できません (Java における "final" クラスに似たクラスになります)。

Py_TPFLAGS_READY

型オブジェクトが PyType_Ready() で完全に初期化されるとセットされるビットです。

Py_TPFLAGS_READYING

PyType_Ready() による型オブジェクトの初期化処理中にセットされるビットです。

Py_TPFLAGS_HAVE_GC

オブジェクトがガベージコレクション (GC) をサポートする場合にセットされるビットです。このビットがセットされている場合、インスタンスは PyObject_GC_New() を使って生成し、 PyObject_GC_Del() を使って破棄しなければなりません。詳しい情報は 循環参照ガベージコレクションをサポートする にあります。このビットは、GC に関連するフィールド tp_traverse および tp_clear が型オブジェクト内に存在することも示しています。

Py_TPFLAGS_DEFAULT

型オブジェクトおよび拡張機能構造体の特定のフィールドの存在の有無に関連する全てのビットからなるビットマスクです。現状では、このビットマスクには以下のビット: Py_TPFLAGS_HAVE_STACKLESS_EXTENSION および Py_TPFLAGS_HAVE_VERSION_TAG が入っています。

Py_TPFLAGS_LONG_SUBCLASS
Py_TPFLAGS_LIST_SUBCLASS
Py_TPFLAGS_TUPLE_SUBCLASS
Py_TPFLAGS_BYTES_SUBCLASS
Py_TPFLAGS_UNICODE_SUBCLASS
Py_TPFLAGS_DICT_SUBCLASS
Py_TPFLAGS_BASE_EXC_SUBCLASS
Py_TPFLAGS_TYPE_SUBCLASS

これらのフラグは PyLong_Check() のような関数が、型がとある組み込み型のサブクラスかどうかを素早く判断するのに使われます; この専用のチェックは PyObject_IsInstance() のような汎用的なチェックよりも高速です。 組み込み型を継承した独自の型では tp_flags を適切に設定すべきで、そうしないとその型が関わるコードでは、どんなチェックの方法が使われるかによって振る舞いが異なってしまうでしょう。

Py_TPFLAGS_HAVE_FINALIZE

型構造体に tp_finalize スロットが存在しているときにセットされるビットです。

バージョン 3.4 で追加.

const char* PyTypeObject.tp_doc

オプションのポインタで、この型オブジェクトの docstring を与える NUL 終端された C の文字列を指します。この値は型オブジェクトと型のインスタンスにおける __doc__ 属性として公開されます。

サブタイプはこのフィールドを継承 しません

traverseproc PyTypeObject.tp_traverse

オプションのポインタで、ガベージコレクタのためのトラバーサル関数 (traversal function) を指します。 Py_TPFLAGS_HAVE_GC がセットされている場合にのみ使われます。Pythonのガベージコレクションの枠組みに関する詳細は 循環参照ガベージコレクションをサポートする にあります。

tp_traverse ポインタは、ガベージコレクタが循環参照を見つけるために使われます。 tp_traverse 関数の典型的な実装は、インスタンスの Pythonオブジェクトである各メンバに対して Py_VISIT() を呼び出します。例えば、次のコードは _thread 拡張モジュールの local_traverse() 関数です:

static int
local_traverse(localobject *self, visitproc visit, void *arg)
{
    Py_VISIT(self->args);
    Py_VISIT(self->kw);
    Py_VISIT(self->dict);
    return 0;
}

Note that Py_VISIT() is called only on those members that can participate in reference cycles. Although there is also a self->key member, it can only be NULL or a Python string and therefore cannot be part of a reference cycle.

一方、メンバが循環参照の一部になり得ないと判っていても、デバッグ目的で巡回したい場合があるかもしれないので、 gc モジュールの get_referents() 関数は循環参照になり得ないメンバも返します。

Py_VISIT()local_traverse()visitarg という決まった名前の引数を持つことを要求します。

このフィールドは tp_clear および Py_TPFLAGS_HAVE_GC フラグビットと共にサブタイプに継承されます: すなわち、サブタイプの tp_traverse および tp_clear が両方ともゼロの場合、サブタイプは基底タイプから tp_traversetp_clear を両方とも継承します。

inquiry PyTypeObject.tp_clear

オプションのポインタで、ガベージコレクタにおける消去関数 (clear function) を指します。 Py_TPFLAGS_HAVE_GC がセットされている場合にのみ使われます。

tp_clear メンバ関数は GC が検出した循環しているゴミの循環参照を壊すために用いられます。総合的な視点で考えると、システム内の全ての tp_clear 関数が連携して、全ての循環参照を破壊しなければなりません。 (訳注: ある型が tp_clear を実装しなくても全ての循環参照が破壊できるのであれば実装しなくても良い) これはとても繊細で、もし少しでも不確かな部分があるのであれば、 tp_clear 関数を提供するべきです。例えば、タプルは tp_clear を実装しません。なぜなら、タプルだけで構成された循環参照がみつかることは無いからです。従って、タプル以外の型の tp_clear 関数だけで、タプルを含むどんな循環参照も必ず破壊できることになります。これは簡単に判ることではなく、 tp_clear の実装を避ける良い理由はめったにありません。

Implementations of tp_clear should drop the instance's references to those of its members that may be Python objects, and set its pointers to those members to NULL, as in the following example:

static int
local_clear(localobject *self)
{
    Py_CLEAR(self->key);
    Py_CLEAR(self->args);
    Py_CLEAR(self->kw);
    Py_CLEAR(self->dict);
    return 0;
}

The Py_CLEAR() macro should be used, because clearing references is delicate: the reference to the contained object must not be decremented until after the pointer to the contained object is set to NULL. This is because decrementing the reference count may cause the contained object to become trash, triggering a chain of reclamation activity that may include invoking arbitrary Python code (due to finalizers, or weakref callbacks, associated with the contained object). If it's possible for such code to reference self again, it's important that the pointer to the contained object be NULL at that time, so that self knows the contained object can no longer be used. The Py_CLEAR() macro performs the operations in a safe order.

tp_clear 関数の目的は参照カウントを破壊することなので、 Python 文字列や Python 整数のような、循環参照に含むことのできないオブジェクトをクリアする必要はありません。一方、所有する全ての Python オブジェクトをクリアするようにし、その型の tp_dealloc 関数が tp_clear 関数を実行するようにすると実装が楽になるでしょう。

Pythonのガベージコレクションの仕組みについての詳細は、 循環参照ガベージコレクションをサポートする にあります。

このフィールドは tp_traverse および Py_TPFLAGS_HAVE_GC フラグビットと共にサブタイプに継承されます: すなわち、サブタイプの tp_traverse および tp_clear が両方ともゼロの場合、サブタイプは基底タイプから tp_traversetp_clear を両方とも継承します。

richcmpfunc PyTypeObject.tp_richcompare

オプションのポインタで、 PyObject *tp_richcompare(PyObject *a, PyObject *b, int op) というシグネチャを持つ拡張比較関数を指します。 1つ目の引数は、 PyTypeObject で定義された型のインスタンスであることが保証されています。

この関数は、比較結果を返すべきです。(普通は Py_TruePy_False です。) 比較が未定義の場合は、Py_NotImplemented を、それ以外のエラーが発生した場合には例外状態をセットして NULL を返さなければなりません。

注釈

限られた種類の比較だけが可能 (例えば、 ==!= が可能で < などが不可能) な型を実装したい場合、拡張比較関数で直接 TypeError を返します。

This field is inherited by subtypes together with tp_hash: a subtype inherits tp_richcompare and tp_hash when the subtype's tp_richcompare and tp_hash are both NULL.

tp_richcompare および PyObject_RichCompare() 関数の第三引数に使うための定数としては以下が定義されています:

定数

比較

Py_LT

<

Py_LE

<=

Py_EQ

==

Py_NE

!=

Py_GT

>

Py_GE

>=

The following macro is defined to ease writing rich comparison functions:

PyObject *Py_RETURN_RICHCOMPARE(VAL_A, VAL_B, int op)

Return Py_True or Py_False from the function, depending on the result of a comparison. VAL_A and VAL_B must be orderable by C comparison operators (for example, they may be C ints or floats). The third argument specifies the requested operation, as for PyObject_RichCompare().

The return value's reference count is properly incremented.

On error, sets an exception and returns NULL from the function.

バージョン 3.7 で追加.

Py_ssize_t PyTypeObject.tp_weaklistoffset

If the instances of this type are weakly referenceable, this field is greater than zero and contains the offset in the instance structure of the weak reference list head (ignoring the GC header, if present); this offset is used by PyObject_ClearWeakRefs() and the PyWeakref_*() functions. The instance structure needs to include a field of type PyObject* which is initialized to NULL.

このフィールドを tp_weaklist と混同しないようにしてください; これは型オブジェクト自身への弱参照からなるリストの先頭です。

このフィールドはサブタイプに継承されますが、以下の規則を読んでください。サブタイプはこのオフセット値をオーバライドすることがあります; 従って、サブタイプでは弱参照リストの先頭が基底タイプとは異なる場合があります。リストの先頭は常に tp_weaklistoffset で分かるはずなので、このことは問題にはならないはずです。

class 文で定義された型に __slots__ 宣言が全くなく、かつ基底タイプが弱参照可能でない場合、その型を弱参照可能にするには弱参照リストの先頭を表すスロットをインスタンスデータレイアウト構造体に追加し、スロットのオフセットを tp_weaklistoffset に設定します。

型の __slots__ の宣言に __weakref__ という名前のスロットが含まれているとき、スロットはその型のインスタンスにおける弱参照リストの先頭を表すスロットになり、スロットのオフセットが型の tp_weaklistoffset に入ります。

型の __slots__ 宣言が __weakref__ という名前のスロットを含んでいないとき、その型は基底タイプから tp_weaklistoffset を継承します。

getiterfunc PyTypeObject.tp_iter

オプションの変数で、そのオブジェクトのイテレータを返す関数へのポインタです。この値が存在することは、通常この型のインスタンスがイテレート可能であることを示しています (しかし、シーケンスはこの関数がなくてもイテレート可能です)。

この関数は PyObject_GetIter() と同じシグネチャを持っています。

サブタイプはこのフィールドを継承します。

iternextfunc PyTypeObject.tp_iternext

An optional pointer to a function that returns the next item in an iterator. When the iterator is exhausted, it must return NULL; a StopIteration exception may or may not be set. When another error occurs, it must return NULL too. Its presence signals that the instances of this type are iterators.

イテレータ型では、 tp_iter 関数も定義されていなければならず、その関数は (新たなイテレータインスタンスではなく) イテレータインスタンス自体を返さねばなりません。

この関数のシグネチャは PyIter_Next() と同じです。

サブタイプはこのフィールドを継承します。

struct PyMethodDef* PyTypeObject.tp_methods

An optional pointer to a static NULL-terminated array of PyMethodDef structures, declaring regular methods of this type.

配列の各要素ごとに、メソッドデスクリプタの入った、要素が型の辞書 (下記の tp_dict 参照) に追加されます。

サブタイプはこのフィールドを継承しません (メソッドは別個のメカニズムで継承されています)。

struct PyMemberDef* PyTypeObject.tp_members

An optional pointer to a static NULL-terminated array of PyMemberDef structures, declaring regular data members (fields or slots) of instances of this type.

配列の各要素ごとに、メンバデスクリプタの入った要素が型の辞書 (下記の tp_dict 参照) に追加されます。

サブタイプはこのフィールドを継承しません (メンバは別個のメカニズムで継承されています)。

struct PyGetSetDef* PyTypeObject.tp_getset

An optional pointer to a static NULL-terminated array of PyGetSetDef structures, declaring computed attributes of instances of this type.

配列の各要素ごとに、 getter/setter デスクリプタの入った、要素が型の辞書 (下記の tp_dict 参照) に追加されます。

サブタイプはこのフィールドを継承しません (算出属性は別個のメカニズムで継承されています)。

PyTypeObject* PyTypeObject.tp_base

オプションのポインタで、型に関するプロパティを継承する基底タイプを指します。このフィールドのレベルでは、単継承 (single inheritance) だけがサポートされています; 多重継承はメタタイプの呼び出しによる動的な型オブジェクトの生成を必要とします。

(当たり前ですが) サブタイプはこのフィールドを継承しません。しかし、このフィールドのデフォルト値は (Python プログラマは object 型として知っている) &PyBaseObject_Type になります。

PyObject* PyTypeObject.tp_dict

型の辞書は PyType_Ready() によってこのフィールドに収められます。

This field should normally be initialized to NULL before PyType_Ready is called; it may also be initialized to a dictionary containing initial attributes for the type. Once PyType_Ready() has initialized the type, extra attributes for the type may be added to this dictionary only if they don't correspond to overloaded operations (like __add__()).

サブタイプはこのフィールドを継承しません (が、この辞書内で定義されている属性は異なるメカニズムで継承されます)。

警告

tp_dictPyDict_SetItem() を使ったり、辞書 C-API で編集するのは安全ではありません。

descrgetfunc PyTypeObject.tp_descr_get

オプションのポインタで、デスクリプタの get 関数を指します。

関数のシグネチャは次のとおりです

PyObject * tp_descr_get(PyObject *self, PyObject *obj, PyObject *type);

サブタイプはこのフィールドを継承します。

descrsetfunc PyTypeObject.tp_descr_set

オプションのポインタで、デスクリプタの値の設定と削除を行う関数を指します。

関数のシグネチャは次のとおりです

int tp_descr_set(PyObject *self, PyObject *obj, PyObject *value);

The value argument is set to NULL to delete the value. This field is inherited by subtypes.

Py_ssize_t PyTypeObject.tp_dictoffset

型のインスタンスにインスタンス変数の入った辞書がある場合、このフィールドは非ゼロの値になり、型のインスタンスデータ構造体におけるインスタンス変数辞書へのオフセットが入ります; このオフセット値は PyObject_GenericGetAttr() が使います。

このフィールドを tp_dict と混同しないようにしてください; これは型オブジェクト自身の属性の辞書です。

このフィールドの値がゼロより大きければ、値はインスタンス構造体の先頭からの オフセットを表します。値がゼロより小さければ、インスタンス構造体の 末尾 からのオフセットを表します。負のオフセットを使うコストは比較的高くつくので、 インスタンス構造体に可変長部分があるときのみ使うべきです。例えば、 strtuple のサブタイプにインスタンス変数の辞書を追加する場合には、負のオフセットを使います。この場合、たとえ辞書が基本のオブジェクトレイアウトに含まれていなくても、 tp_basicsize フィールドは追加された辞書を考慮にいれなければならないことに注意してください。ポインタサイズが 4 バイトのシステムでは、 構造体の最後尾に辞書が宣言されていることを示す場合、 tp_dictoffset-4 にしなければなりません。

負の tp_dictoffset から、インスタンスでの実際のオフセットを計算するには以下のようにします:

dictoffset = tp_basicsize + abs(ob_size)*tp_itemsize + tp_dictoffset
if dictoffset is not aligned on sizeof(void*):
    round up to sizeof(void*)

ここで、 tp_basicsizetp_itemsize および tp_dictoffset は型オブジェクトから取り出され、 ob_size はインスタンスから取り出されます。 絶対値を取っているのは、整数は符号を記憶するのに ob_size の符号を使うためです。 (この計算を自分で行う必要はまったくありません; 計算は _PyObject_GetDictPtr() がやってくれます。)

このフィールドはサブタイプに継承されますが、以下の規則を読んでください。サブタイプはこのオフセット値をオーバライドすることがあります; 従って、サブタイプでは辞書のオフセットが基底タイプとは異なる場合があります。辞書のオフセットは常に tp_dictoffset で分かるはずなので、このことは問題にはならないはずです。

class 文で定義された型に __slots__ 宣言がなく、かつ基底タイプの全てにインスタンス変数辞書がない場合、辞書のスロットをインスタンスデータレイアウト構造体に追加し、スロットのオフセットを tp_dictoffset に設定します。

class 文で定義された型に __slots__ 宣言がある場合、この型は基底タイプから tp_dictoffset を継承します。

(__dict__ という名前のスロットを __slots__ 宣言に追加しても、期待どおりの効果は得られず、単に混乱を招くだけになります。とはいえ、これは将来 __weakref__ のように追加されるはずです。)

initproc PyTypeObject.tp_init

オプションのポインタで、インスタンス初期化関数を指します。

この関数はクラスにおける __init__() メソッドに対応します。 __init__() と同様、 __init__() を呼び出さずにインスタンスを作成できます。また、 __init__() を再度呼び出してインスタンスの再初期化もできます。

関数のシグネチャは次のとおりです

int tp_init(PyObject *self, PyObject *args, PyObject *kwds)

self 引数は初期化するインスタンスです; args および kwds 引数は、 __init__() を呼び出す際の位置引数およびキーワード引数です。

The tp_init function, if not NULL, is called when an instance is created normally by calling its type, after the type's tp_new function has returned an instance of the type. If the tp_new function returns an instance of some other type that is not a subtype of the original type, no tp_init function is called; if tp_new returns an instance of a subtype of the original type, the subtype's tp_init is called.

サブタイプはこのフィールドを継承します。

allocfunc PyTypeObject.tp_alloc

オプションのポインタで、インスタンスのメモリ確保関数を指します。

関数のシグネチャは次のとおりです

PyObject *tp_alloc(PyTypeObject *self, Py_ssize_t nitems)

この関数の目的は、メモリ確保をメモリ初期化から分離することにあります。この関数は、インスタンス用の的確なサイズ、適切なアラインメント、ゼロによる初期化がなされ、 ob_refcnt1 に、 ob_type を型引数 (type argument) にセットしたメモリブロックへのポインタを返さねばなりません。型の tp_itemsize がゼロでない場合、オブジェクトの ob_size フィールドは nitems に初期化され、確保されるメモリブロックの長さは tp_basicsize + nitems*tp_itemsizesizeof(void*) の倍数に切り上げた値になるはずです; それ以外の場合、 nitems の値は使われず、メモリブロックの長さは tp_basicsize になるはずです。

この関数をインスタンス初期化の他のどの処理にも、追加でメモリ確保をする場合でさえ使ってはなりません; そうした処理は tp_new で行わねばなりません。

静的なサブタイプはこのフィールドを継承しますが、動的なサブタイプ (class 文で生成するサブタイプ) の場合は継承しません; 後者の場合、このフィールドは常に PyType_GenericAlloc() にセットされ、標準のヒープ上メモリ確保戦略が強制されます。静的に定義する型の場合でも、 PyType_GenericAlloc() を推奨します。

newfunc PyTypeObject.tp_new

オプションのポインタで、インスタンス生成関数を指します。

If this function is NULL for a particular type, that type cannot be called to create new instances; presumably there is some other way to create instances, like a factory function.

関数のシグネチャは次のとおりです

PyObject *tp_new(PyTypeObject *subtype, PyObject *args, PyObject *kwds)

subtype 引数は生成するオブジェクトの型です; args および kwds 引数は、型を呼び出すときの位置引数およびキーワード引数です。サブタイプは tp_new 関数を呼び出すときに使う型と同じである必要はないことに注意してください; その型の (無関係ではない) サブタイプのこともあります。

tp_new 関数は subtype->tp_alloc(subtype, nitems) を呼び出してオブジェクトのメモリ領域を確保し、初期化で絶対に必要とされる処理だけを行います。省略したり繰り返したりしても問題のない初期化処理は tp_init ハンドラ内に配置しなければなりません。だいたいの目安としては、変更不能な型では初期化は全て tp_new で行い、一方、変更可能な型ではほとんどの初期化を tp_init に回すべきです。

This field is inherited by subtypes, except it is not inherited by static types whose tp_base is NULL or &PyBaseObject_Type.

destructor PyTypeObject.tp_free

インスタンスのメモリ解放関数を指す、オプションのポインタです。シグネチャは freefunc です:

void tp_free(void *)

このシグネチャと互換性のある初期化子は PyObject_Free() です。

静的なサブタイプはこのフィールドを継承しますが、動的なサブタイプ (class 文で生成するサブタイプ) の場合は継承しません; 後者の場合、このフィールドには PyType_GenericAlloc()Py_TPFLAGS_HAVE_GC フラグビットの値に対応させるのにふさわしいメモリ解放関数がセットされます。

inquiry PyTypeObject.tp_is_gc

オプションのポインタで、ガベージコレクタから呼び出される関数を指します。

ガベージコレクタは、オブジェクトを回収して良いかどうかを知る必要があります。通常は、オブジェクトの型の tp_flags フィールドを見て、 Py_TPFLAGS_HAVE_GC フラグビットを調べるだけで十分です。しかし、ある型では静的にメモリ確保されたインスタンスと動的にメモリ確保されたインスタンスが混じっていて、静的にメモリ確保されたインスタンスは回収できません。こうした型では、関数を定義しなければなりません; 関数はインスタンスが回収可能の場合には 1 を、回収不能の場合には 0 を返さねばなりません。シグネチャは

int tp_is_gc(PyObject *self)

(上記のような型の例は、型オブジェクト自体です。メタタイプ PyType_Type は、型のメモリ確保が静的か動的かを区別するためにこの関数を定義しています。)

サブタイプはこのフィールドを継承します。

PyObject* PyTypeObject.tp_bases

基底型からなるタプルです。

This is set for types created by a class statement. It should be NULL for statically defined types.

このフィールドは継承されません。

PyObject* PyTypeObject.tp_mro

基底タイプ群を展開した集合が入っているタプルです。集合は該当する型自体からはじまり、 object で終わります。メソッド解決順序 (Method Resolution Order) に従って並んでいます。

このフィールドは継承されません; フィールドの値は PyType_Ready() で毎回計算されます。

destructor PyTypeObject.tp_finalize

オプションのポインタで、インスタンスの終了処理関数を指します。 シグネチャは destructor です:

void tp_finalize(PyObject *)

tp_finalize が設定されている場合、インスタンスをファイナライズするときに、インタプリタがこの関数を1回呼び出します。 ガベージコレクタ (このインスタンスが孤立した循環参照の一部だった場合) やオブジェクトが破棄される直前にもこの関数は呼び出されます。 どちらの場合でも、循環参照を破壊しようとする前に呼び出されることが保証されていて、確実にオブジェクトが正常な状態にあるようにします。

tp_finalize は現在の例外状態を変更すべきではありません; 従って、単純でないファイナライザを書くには次の方法が推奨されます:

static void
local_finalize(PyObject *self)
{
    PyObject *error_type, *error_value, *error_traceback;

    /* Save the current exception, if any. */
    PyErr_Fetch(&error_type, &error_value, &error_traceback);

    /* ... */

    /* Restore the saved exception. */
    PyErr_Restore(error_type, error_value, error_traceback);
}

このフィールドを (継承した場合も含めて) 考慮から漏らさないように、 Py_TPFLAGS_HAVE_FINALIZE フラグビットも設定しなければなりません。

サブタイプはこのフィールドを継承します。

バージョン 3.4 で追加.

参考

"オブジェクトの安全な終了処理" (PEP 442)

PyObject* PyTypeObject.tp_cache

使用されていません。継承されません。内部で使用するためだけのものです。

PyObject* PyTypeObject.tp_subclasses

サブクラスへの弱参照からなるリストです。継承されません。内部で使用するためだけのものです。

PyObject* PyTypeObject.tp_weaklist

この型オブジェクトに対する弱参照からなるリストの先頭です。

残りのフィールドは、機能テスト用のマクロである COUNT_ALLOCS が定義されている場合のみ利用でき、内部で使用するためだけのものです。これらのフィールドについて記述するのは単に完全性のためです。サブタイプはこれらのフィールドを継承しません。

Py_ssize_t PyTypeObject.tp_allocs

メモリ確保の回数です。

Py_ssize_t PyTypeObject.tp_frees

メモリ解放の回数です。

Py_ssize_t PyTypeObject.tp_maxalloc

同時にメモリ確保できる最大オブジェクト数です。

PyTypeObject* PyTypeObject.tp_next

次のゼロでない tp_allocs フィールドを持つ型オブジェクトへのポインタです。

また、 Python のガベージコレクションでは、 tp_dealloc を呼び出すのはオブジェクトを生成したスレッドだけではなく、任意の Python スレッドかもしれないという点にも注意して下さい。 (オブジェクトが循環参照の一部の場合、任意のスレッドのガベージコレクションによって解放されてしまうかもしれません)。Python API 側からみれば、 tp_dealloc を呼び出すスレッドはグローバルインタプリタロック (GIL: Global Interpreter Lock) を獲得するので、これは問題ではありません。しかしながら、削除されようとしているオブジェクトが何らかの C や C++ ライブラリ由来のオブジェクトを削除する場合、 tp_dealloc を呼び出すスレッドのオブジェクトを削除することで、ライブラリの仮定している何らかの規約に違反しないように気を付ける必要があります。

数値オブジェクト構造体

PyNumberMethods

この構造体は数値型プロトコルを実装するために使われる関数群へのポインタを保持しています。 以下のそれぞれの関数は 数値型プロトコル (number protocol) で解説されている似た名前の関数から利用されます。

以下は構造体の定義です:

typedef struct {
     binaryfunc nb_add;
     binaryfunc nb_subtract;
     binaryfunc nb_multiply;
     binaryfunc nb_remainder;
     binaryfunc nb_divmod;
     ternaryfunc nb_power;
     unaryfunc nb_negative;
     unaryfunc nb_positive;
     unaryfunc nb_absolute;
     inquiry nb_bool;
     unaryfunc nb_invert;
     binaryfunc nb_lshift;
     binaryfunc nb_rshift;
     binaryfunc nb_and;
     binaryfunc nb_xor;
     binaryfunc nb_or;
     unaryfunc nb_int;
     void *nb_reserved;
     unaryfunc nb_float;

     binaryfunc nb_inplace_add;
     binaryfunc nb_inplace_subtract;
     binaryfunc nb_inplace_multiply;
     binaryfunc nb_inplace_remainder;
     ternaryfunc nb_inplace_power;
     binaryfunc nb_inplace_lshift;
     binaryfunc nb_inplace_rshift;
     binaryfunc nb_inplace_and;
     binaryfunc nb_inplace_xor;
     binaryfunc nb_inplace_or;

     binaryfunc nb_floor_divide;
     binaryfunc nb_true_divide;
     binaryfunc nb_inplace_floor_divide;
     binaryfunc nb_inplace_true_divide;

     unaryfunc nb_index;

     binaryfunc nb_matrix_multiply;
     binaryfunc nb_inplace_matrix_multiply;
} PyNumberMethods;

注釈

二項関数と三項関数は、すべてのオペランドの型をチェックしなければならず、必要な変換を実装しなければなりません (すくなくともオペランドの一つは定義している型のインスタンスです). もし与えられたオペランドに対して操作が定義されなければ、二項関数と三項関数は Py_NotImplemented を返さなければならず、他のエラーが起こった場合は、NULL を返して例外を設定しなければなりません。

注釈

nb_reserved フィールドは常に NULL でなければなりません。以前は nb_long と呼ばれていて、 Python 3.0.1 で名前が変更されました。

マップオブジェクト構造体

PyMappingMethods

この構造体はマップ型プロトコルを実装するために使われる関数群へのポインタを保持しています。 以下の3つのメンバを持っています:

lenfunc PyMappingMethods.mp_length

This function is used by PyMapping_Size() and PyObject_Size(), and has the same signature. This slot may be set to NULL if the object has no defined length.

binaryfunc PyMappingMethods.mp_subscript

This function is used by PyObject_GetItem() and PySequence_GetSlice(), and has the same signature as PyObject_GetItem(). This slot must be filled for the PyMapping_Check() function to return 1, it can be NULL otherwise.

objobjargproc PyMappingMethods.mp_ass_subscript

This function is used by PyObject_SetItem(), PyObject_DelItem(), PyObject_SetSlice() and PyObject_DelSlice(). It has the same signature as PyObject_SetItem(), but v can also be set to NULL to delete an item. If this slot is NULL, the object does not support item assignment and deletion.

シーケンスオブジェクト構造体

PySequenceMethods

この構造体はシーケンス型プロトコルを実装するために使われる関数群へのポインタを保持しています。

lenfunc PySequenceMethods.sq_length

This function is used by PySequence_Size() and PyObject_Size(), and has the same signature. It is also used for handling negative indices via the sq_item and the sq_ass_item slots.

binaryfunc PySequenceMethods.sq_concat

This function is used by PySequence_Concat() and has the same signature. It is also used by the + operator, after trying the numeric addition via the nb_add slot.

ssizeargfunc PySequenceMethods.sq_repeat

This function is used by PySequence_Repeat() and has the same signature. It is also used by the * operator, after trying numeric multiplication via the nb_multiply slot.

ssizeargfunc PySequenceMethods.sq_item

This function is used by PySequence_GetItem() and has the same signature. It is also used by PyObject_GetItem(), after trying the subscription via the mp_subscript slot. This slot must be filled for the PySequence_Check() function to return 1, it can be NULL otherwise.

Negative indexes are handled as follows: if the sq_length slot is filled, it is called and the sequence length is used to compute a positive index which is passed to sq_item. If sq_length is NULL, the index is passed as is to the function.

ssizeobjargproc PySequenceMethods.sq_ass_item

This function is used by PySequence_SetItem() and has the same signature. It is also used by PyObject_SetItem() and PyObject_DelItem(), after trying the item assignment and deletion via the mp_ass_subscript slot. This slot may be left to NULL if the object does not support item assignment and deletion.

objobjproc PySequenceMethods.sq_contains

This function may be used by PySequence_Contains() and has the same signature. This slot may be left to NULL, in this case PySequence_Contains() simply traverses the sequence until it finds a match.

binaryfunc PySequenceMethods.sq_inplace_concat

This function is used by PySequence_InPlaceConcat() and has the same signature. It should modify its first operand, and return it. This slot may be left to NULL, in this case PySequence_InPlaceConcat() will fall back to PySequence_Concat(). It is also used by the augmented assignment +=, after trying numeric in-place addition via the nb_inplace_add slot.

ssizeargfunc PySequenceMethods.sq_inplace_repeat

This function is used by PySequence_InPlaceRepeat() and has the same signature. It should modify its first operand, and return it. This slot may be left to NULL, in this case PySequence_InPlaceRepeat() will fall back to PySequence_Repeat(). It is also used by the augmented assignment *=, after trying numeric in-place multiplication via the nb_inplace_multiply slot.

バッファオブジェクト構造体 (buffer object structure)

PyBufferProcs

この構造体は buffer プロトコル が要求する関数群へのポインタを保持しています。 そのプロトコルは、エクスポーターオブジェクトが如何にして、その内部データをコンシューマオブジェクトに渡すかを定義します。

getbufferproc PyBufferProcs.bf_getbuffer

この関数のシグネチャは以下の通りです:

int (PyObject *exporter, Py_buffer *view, int flags);

flags で指定された方法で view を埋めてほしいという exporter に対する要求を処理します。ステップ(3) を除いて、この関数の実装では以下のステップを行わなければなりません:

  1. Check if the request can be met. If not, raise PyExc_BufferError, set view->obj to NULL and return -1.

  2. 要求されたフィールドを埋めます。

  3. エクスポートした回数を保持する内部カウンタをインクリメントします。

  4. view->objexporter を設定し、 view->obj をインクリメントします。

  5. 0 を返します。

exporter がバッファプロバイダのチェインかツリーの一部であれば、2つの主要な方式が使用できます:

  • 再エクスポート: ツリーの各要素がエクスポートされるオブジェクトとして振る舞い、自身への新しい参照を view->obj へセットします。

  • リダイレクト: バッファ要求がツリーのルートオブジェクトにリダイレクトされます。ここでは、 view->obj はルートオブジェクトへの新しい参照になります。

view の個別のフィールドは バッファ構造体 の節で説明されており、エクスポートが特定の要求に対しどう対応しなければならないかの規則は、 バッファ要求のタイプ の節にあります。

Py_buffer 構造体の中から参照している全てのメモリはエクスポータに属し、コンシューマがいなくなるまで有効でなくてはなりません。 formatshapestridessuboffsetsinternal はコンシューマからは読み出し専用です。

PyBuffer_FillInfo() は、全てのリクエストタイプを正しく扱う際に、単純なバイトバッファを公開する簡単な方法を提供します。

PyObject_GetBuffer() は、この関数をラップするコンシューマ向けのインタフェースです。

releasebufferproc PyBufferProcs.bf_releasebuffer

この関数のシグネチャは以下の通りです:

void (PyObject *exporter, Py_buffer *view);

Handle a request to release the resources of the buffer. If no resources need to be released, PyBufferProcs.bf_releasebuffer may be NULL. Otherwise, a standard implementation of this function will take these optional steps:

  1. エクスポートした回数を保持する内部カウンタをデクリメントします。

  2. カウンタが 0 の場合は、view に関連付けられた全てのメモリを解放します。

エクスポータは、バッファ固有のリソースを監視し続けるために internal フィールドを使わなければなりません。このフィールドは、コンシューマが view 引数としてオリジナルのバッファのコピーを渡しているであろう間、変わらないことが保証されています。

この関数は、view->obj をデクリメントしてはいけません、なぜならそれは PyBuffer_Release() で自動的に行われるからです(この方式は参照の循環を防ぐのに有用です)。

PyBuffer_Release() は、この関数をラップするコンシューマ向けのインタフェースです。

async オブジェクト構造体

バージョン 3.5 で追加.

PyAsyncMethods

この構造体は awaitable オブジェクトと asynchronous iterator オブジェクトを実装するのに必要な関数へのポインタを保持しています。

以下は構造体の定義です:

typedef struct {
    unaryfunc am_await;
    unaryfunc am_aiter;
    unaryfunc am_anext;
} PyAsyncMethods;
unaryfunc PyAsyncMethods.am_await

この関数のシグネチャは以下の通りです:

PyObject *am_await(PyObject *self)

返されるオブジェクトはイテレータでなければなりません。 つまりこのオブジェクトに対して PyIter_Check()1 を返さなければなりません。

This slot may be set to NULL if an object is not an awaitable.

unaryfunc PyAsyncMethods.am_aiter

この関数のシグネチャは以下の通りです:

PyObject *am_aiter(PyObject *self)

awaitable オブジェクトを返さなければなりません。 詳しいことは __anext__() を参照してください。

This slot may be set to NULL if an object does not implement asynchronous iteration protocol.

unaryfunc PyAsyncMethods.am_anext

この関数のシグネチャは以下の通りです:

PyObject *am_anext(PyObject *self)

Must return an awaitable object. See __anext__() for details. This slot may be set to NULL.