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Python 的类与对象系统底层是如何实现的?CS61A Composing Programs 中文教程带你一次搞懂
Python 的类与对象系统底层是如何实现的CS61A Composing Programs 中文教程带你一次搞懂【免费下载链接】composing-programs-zh CS61A 教材 Composing Programs 的中文翻译项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/co/composing-programs-zhcomposing-programs-zh是伯克利大学 CS61A 经典教材《Composing Programs》《构造程序要素》SICP 的 Python 版本的中文翻译项目。它不仅是一份中文文档更是一本带你从使用 Python 的人转变为语言设计者的深度教程——尤其是其中用纯函数和字典重新实现类与对象的章节是理解 Python 对象系统底层原理的最佳材料。 一、类与对象系统是什么模板与实例的关系很多新手写 Python 时天天用class却说不出对象到底是什么。教材的表述非常直白类就像一个模板对象是按照模板类生成的实例。类class定义了一组对象之间共享的属性和方法对象object类的一次实例化拥有自己的属性值属性与对象关联的名称-值对通过点表达式account.balance访问例如银行账户Account类允许创建多个账户实例每个实例有自己独立的balance和holder——这就是实例属性。相关原文章节sicp/2/1.md2.1 引言每个值都有一个类sicp/2/5.md2.5 面向对象编程对象和类、消息传递 二、核心原理深挖对象底层 函数 字典这是全书最精彩的一章放弃点表示法用调度字典dispatch dictionary重新实现整个对象系统。看完你会发现Python 的class语法糖下面藏着的正是这套机制。2.1 实例的实现一个会响应消息的函数对象本质是一个函数它能响应三种消息get取值、set赋值、__call__作为函数调用。属性本身存放在一个名为attributes的本地字典里外部无法直接访问——这就是对象的本地状态。书中给出的make_instance(cls)函数接收一个类返回一个新的实例一个调度字典。当获取一个属性时先查实例自己的attributes字典查不到就向它的类发消息继续向上查找 def make_instance(cls): Return a new object instance, which is a dispatch dictionary. def get_value(name): if name in attributes: return attributes[name] ...2.2 类与继承的实现make_class类同样是用函数实现的调度字典它响应get、set、new、__call__四种消息new创建新实例并调用__init__初始化__call__解释Account(Kirk)这种调用类的语法属性查找沿**基类链base class chain**向上回溯这就是继承的底层实现书中原话在这个对象系统中唯一应该被用户调用的函数是make_class其他所有功能都通过消息传递实现——这与 Python 中通过class语句定义类、通过点表达式访问一切的设计完全对应。 完整实现请阅读sicp/2/6.md2.6 实现类和对象⚡ 三、可变状态让对象成为演员从 fib 到记忆化对象系统的灵魂是本地状态。教材先讲可变数据sicp/2/4.md再在效率章节用一个经典例子把状态 行为 对象讲透了斐波那契数的递归计算。下面是计算fib(6)时的树形计算模式可以看到fib(3)的整个过程被重复计算了多次如果引入一个带本地状态的memo函数一个闭包 字典——本质上就是一个迷你对象结果就会被缓存复用计算模式变为这个闭包 可变字典的组合正是 2.6 节用函数实现对象的雏形——对象不过是把状态和行为捆绑在一起的值。 相关章节sicp/2/8.md2.8 效率、sicp/2/9.md2.9 递归对象 四、阅读路线建议按此顺序吃透对象系统顺序文件路径你将学到1sicp/2/1.md类、type与原生数据类型2sicp/2/4.md可变数据与对象隐喻3sicp/2/5.md面向对象编程实例、继承、调度字典4sicp/2/6.md⭐ 用函数和字典实现类与对象核心5sicp/2/7.md对象抽象方法委托与数据抽象6sicp/3/1.md更进一步解释器本身也是程序✅ 小结composing-programs-zh 揭示的底层真相其实只有一句话对象 响应消息的函数 存放状态的字典类 定义共享行为并维护基类链的模板。当你理解了make_instance和make_class再回头看class、self、super()这些语法时它们将不再神秘。建议配合sicp/2/6.md动手逐行实现一遍——这是理解 Python 类与对象系统最快的方式。【免费下载链接】composing-programs-zh CS61A 教材 Composing Programs 的中文翻译项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/co/composing-programs-zh创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考
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