Question

在调查another question时，我发现了以下内容：

>>> class A:
...   def m(self): return 42
... 
>>> a = A()

这是预期的：

>>> A.m == A.m
True
>>> a.m == a.m
True

但是我做了而不是期待：

>>> a.m is a.m
False

尤其不是这个：

>>> A.m is A.m
False

Python似乎为每个方法访问创建新对象。为什么我看到这种行为？即为什么它不能每个类重用一个对象，每个实例一个？是什么原因？

Answer 1

是的，Python为每次访问创建了新的方法对象，因为它构建了一个包装对象来传入self。这称为绑定方法。

Python使用描述符来做到这一点;函数对象具有__get__方法，在类上访问时调用该方法：

>>> A.__dict__['m'].__get__(A(), A)
<bound method A.m of <__main__.A object at 0x10c29bc10>>
>>> A().m
<bound method A.m of <__main__.A object at 0x10c3af450>>

请注意，Python无法重用A().m; Python是一种高度动态的语言，访问.m的行为可能会触发更多代码，这可能会改变A().m下次访问时返回的行为。

@classmethod和@staticmethod装饰器使用此机制来返回绑定到类的方法对象，并分别返回普通的未绑定函数：

>>> class Foo:
...     @classmethod
...     def bar(cls): pass
...     @staticmethod
...     def baz(): pass
... 
>>> Foo.__dict__['bar'].__get__(Foo(), Foo)
<bound method type.bar of <class '__main__.Foo'>>
>>> Foo.__dict__['baz'].__get__(Foo(), Foo)
<function Foo.baz at 0x10c2a1f80>
>>> Foo().bar
<bound method type.bar of <class '__main__.Foo'>>
>>> Foo().baz
<function Foo.baz at 0x10c2a1f80>

有关详细信息，请参阅Python descriptor howto。

但是，Python 3.7添加了一个新的LOAD_METHOD - CALL_METHOD操作码对，可以精确地替换当前的LOAD_ATTRIBUTE - CALL_FUNCTION操作码对，以避免每次都创建一个新的方法对象。此优化将instance.foo()的{{1}}的执行路径转换为type(instance).__dict__['foo'].__get__(instance, type(instance))()，因此“手动”将实例直接传递给函数对象。如果找到的属性不是纯python函数对象，则优化将回退到普通的属性访问路径（包括绑定描述符）。

Answer 2

因为这是实现绑定方法的最方便，最不神奇和最节省空间的方法。

如果您不知道，绑定方法是指能够执行以下操作：

f = obj.m
# ... in another place, at another time
f(args, but, not, self)

函数是描述符。描述符是一般对象，当作为类或对象的属性访问时，它们的行为可能不同。它们用于实施property，classmethod，staticmethod以及其他一些内容。函数描述符的具体操作是它们返回自己进行类访问，并返回一个新的绑定方法对象以进行实例访问。（实际上，这只适用于Python 3; Python 2在这方面更复杂，它具有“非绑定方法”，它们基本上是功能但不完全）。

在每次访问上创建新对象的原因之一是简单性和高效性：为每个实例的每个方法预先创建绑定方法需要时间和空间。按需创建它们永远不会释放它们是一种潜在的内存泄漏（尽管CPython对其他内置类型做了类似的事情）并且在某些情况下稍慢。复杂的基于弱参数的缓存方案方法对象也不是免费的，而且复杂得多（历史上，绑定方法远远早于弱化）。

Python方法访问器在每次访问时创建新对象？

2 个答案: