PDF de programación - Objetos en CPython

Introducción
Definiciones
Estructura de objetos
Tipos en CPython

Objetos en CPython

Jesús Espino García

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@jespinog

24 de Noviembre de 2013

Jesús Espino García

Objetos en CPython

Introducción
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Estructura de objetos
Tipos en CPython

Introducción

Python 3.3

Usaré ctypes para los ejemplos.

La estructura de un objeto en cpython.

Los objetos escritos en c de python.

El proceso de creación de un nuevo objeto.

Jesús Espino García

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Tipos en CPython

¿Qué es un tipo en python?

Un tipo es una clase

Es una estructura compuesta de datos y slots

Los slots son punteros a funciones que definen comportamientos

Los tipos son objetos de python

Los tipos son de objetos de tipo tipo

Jesús Espino García

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Tipos en CPython

¿Qué es un tipo en python?

pass

>>> class Prueba:
...
...
>>> type(Prueba)
<class ’type’>
>>> isinstance(Prueba, object)
True
>>> isinstance(type, object)
True
>>> type(type)
<class ’type’>

Jesús Espino García

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¿Qué es una instancia?

Es exactamente lo mismo que un objeto.

Es una zona reservada de la memoria con datos.

Tiene un tipo (y solo 1) que determina qué puede hacer el objeto.

El tipo de un objeto no cambia a lo largo de su vida (existen excepciones).

Jesús Espino García

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¿Qué es una instancia?

>>> prueba = Prueba()
>>> type(prueba)
<class ’__main__.Prueba’>
>>> prueba
<__main__.Prueba object at 0x7f3555af9bd0>
>>> Prueba
<class ’__main__.Prueba’>
>>> id(prueba)
139867047566288
>>> hex(id(prueba))
’0x7f3555af9bd0’

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Diagrama de herencia

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Diagrama de herencia

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Diagrama de herencia

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Estructura básica de un objetos

ob_refcnt: contador de referencias
ob_type: puntero al tipo de datos
Otros datos específicos para este tipo

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Estructura variable básica de un objetos

ob_refcnt: contador de referencias
ob_type: puntero al tipo de datos
ob_size: tamaño del objeto
Otros datos específicos para este tipo

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El objeto None

Es el tipo más simple

Su instancia es singleton

No añade ningún dato extra a la estructura básica de objeto

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Very bad things

>>> ref_cnt = ctypes.c_long.from_address(id(None))
>>> ref_cnt.value = 0
Fatal Python error: deallocating None

Current thread 0x00007f2fb8d2a700:

File "<stdin>", line 1 in <module>

[2]

10960 abort (core dumped)

python3

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El objeto int

ob_digit: array de enteros
El valor del entero es sum(map(lambda x: 1024*1024*1024, ob_size))

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El objeto int

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El objeto int

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> intsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_int)
>>> x = 100
>>> ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 2)
c_long(1)
>>> ctypes.c_uint.from_address(id(x) + longsize * 3)
c_uint(100)
>>> x = 1024 * 1024 * 1024
>>> ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 2)
c_long(2)
>>> ctypes.c_uint.from_address(id(x) + longsize * 3)
c_uint(0)
>>> ctypes.c_uint.from_address(id(x) + longsize * 3 + intsize)
c_uint(1)

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Very bad things

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> x = 1000
>>> int_value = ctypes.c_uint.from_address(id(x) + longsize * 3)
>>> int_value.value = 1001
>>> x
1001
>>> 1000
1000

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Very bad things

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> x = 100
>>> int_value = ctypes.c_uint.from_address(id(x) + longsize * 3)
>>> int_value.value = 101
>>> x
101
>>> 100
101
>>> 100 + 2
103

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El objeto bool

Realmente son 2 instancias int con un tipo específico y valores 0 y 1

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El objeto bool

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> ctypes.c_long.from_address(id(True) + longsize * 2)
c_long(1)
>>> ctypes.c_uint.from_address(id(True) + longsize * 3)
c_uint(1)
>>> ctypes.c_long.from_address(id(False) + longsize * 2)
c_long(0)
>>> ctypes.c_uint.from_address(id(False) + longsize * 3)
c_uint(0)

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Very bad things

>>> val = ctypes.c_int.from_address(id(True) + longsize * 2)
>>> val.value = 0
>>> val = ctypes.c_int.from_address(id(True) + longsize * 3)
>>> val.value = 0
>>> True == False
True

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El objeto float

ob_fval: es un double

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El objeto float

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> x = 1.5
>>> ctypes.c_double.from_address(id(x) + longsize * 2)
c_double(1.5)

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El objeto complex

cval: dos valores double real e imag

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El objeto complex

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> doublesize = ctypes.sizeof(ctypes.c_double)
>>> x = 1 + 3j
>>> ctypes.c_double.from_address(id(x) + longsize * 2)
c_double(1.0)
>>> ctypes.c_double.from_address(id(x) + longsize * 2 + doublesize)
c_double(3.0)

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El objeto bytes

ob_shash: hash de la cadena o -1
ob_sval: cadena terminada en
0 (tipo C)

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El objeto bytes

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El objeto bytes

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> charsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_char)
>>> x = b"yep"
>>> ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 2)
c_long(3)
>>> hash(x)
954696267706832433
>>> ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 3)
c_long(954696267706832433)
>>> ctypes.c_char.from_address(id(x) + longsize * 4)
c_char(b’y’)
>>> ctypes.c_char.from_address(id(x) + longsize * 4 + charsize)
c_char(b’e’)
>>> ctypes.c_char.from_address(id(x) + longsize * 4 + charsize * 2)
c_char(b’p’)
>>> ctypes.c_char.from_address(id(x) + longsize * 4 + charsize * 3)
c_char(b’\x00’)

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El objeto bytearray

ob_exports: memoryviews apuntando a este objeto
ob_alloc: contabiliza el número de bytes almacenados
ob_bytes: puntero a la posición de los bytes almacenados

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El objeto bytearray

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> charsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_char)
>>> x = bytearray(b"yep")
>>> ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 2)
c_long(3)
>>> ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 3)
c_long(0)
>>> ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 4)
c_char(4)
>>> addr = ctypes.c_void_p.from_address(id(x) + longsize * 5).value
>>> ctypes.c_char.from_address(addr)
c_char(b’y’)
>>> ctypes.c_char.from_address(addr + charsize)
c_char(b’e’)

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El objeto tuple

ob_item: array de punteros a PyObject

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El objeto tuple

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> x = (True, False)
>>> ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 2)
c_long(2)
>>> ctypes.c_void_p.from_address(id(x) + longsize * 3)
c_void_p(140048684311616)
>>> ctypes.c_void_p.from_address(id(x) + longsize * 4)
c_void_p(140048684311648)
>>> id(True)
140048684311616
>>> id(False)
140048684311648

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Very Bad Things

>>> longsize = ctypes.sizeof(ctypes.c_long)
>>> x = (1, 2, 3)
>>> tuple_size = ctypes.c_long.from_address(id(x) + longsize * 2)
>>> tuple_size.value = 2
>>> x
(1, 2)

Jesús Espino García

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El objeto lista

ob_item: puntero a punteros de PyObject
allocated: memoria reservada actualmente para la lista

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