微信語(yǔ)音大揭秘：為什么禁止轉(zhuǎn)發(fā)？
大家好，我是你們的小米。今天，我要和大家聊一個(gè)有趣的話題：為什么微信語(yǔ)音不可以轉(zhuǎn)發(fā)？這是一個(gè)我們經(jīng)常在日常使用中遇到的問(wèn)題，也是一個(gè)讓很多人好奇的問(wèn)題。讓我們一起來(lái)揭開(kāi)這
在上一篇文章中，我們分析了對(duì)象是如何創(chuàng)建的，主要有兩種方式，一種是通過(guò)特定類(lèi)型 API，另一種是通過(guò)調(diào)用類(lèi)型對(duì)象。
對(duì)于內(nèi)置類(lèi)型的實(shí)例對(duì)象而言，這兩種方式都是支持的，比如列表，我們既可以通過(guò) [ ] 創(chuàng)建，也可以通過(guò) list() 創(chuàng)建，前者是列表的特定類(lèi)型 API，后者是調(diào)用類(lèi)型對(duì)象。
但對(duì)于自定義類(lèi)的實(shí)例對(duì)象而言，我們只能通過(guò)調(diào)用類(lèi)型對(duì)象的方式來(lái)創(chuàng)建。一個(gè)對(duì)象如果可以被調(diào)用，那么這個(gè)對(duì)象就是 callable，否則就不是 callable。而決定一個(gè)對(duì)象是不是 callable，則取決于它的類(lèi)型對(duì)象。
調(diào)用 int 可以創(chuàng)建一個(gè)整數(shù)，調(diào)用 str 可以創(chuàng)建一個(gè)字符串，調(diào)用 tuple 可以創(chuàng)建一個(gè)元組，調(diào)用自定義的類(lèi)也可以創(chuàng)建出相應(yīng)的實(shí)例對(duì)象，這就說(shuō)明類(lèi)型對(duì)象是可調(diào)用的，也就是 callable。
既然類(lèi)型對(duì)象可調(diào)用，那么類(lèi)型對(duì)象的類(lèi)型對(duì)象（type）內(nèi)部一定實(shí)現(xiàn)了 __call__ 函數(shù)。
# int 可以調(diào)用，那么它的類(lèi)型對(duì)象、也就是元類(lèi)（type）# 內(nèi)部一定實(shí)現(xiàn)了 __call__ 函數(shù)print(hasattr(type, "__call__")) # True# 而調(diào)用一個(gè)對(duì)象，等價(jià)于調(diào)用其類(lèi)型對(duì)象的 __call__ 函數(shù)# 所以 int(2.71) 實(shí)際就等價(jià)于如下print(type.__call__(int, 2.71)) # 2我們說(shuō) int、str、float 這些都是類(lèi)型對(duì)象（簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是類(lèi)），而 123、"你好"、2.71 是其對(duì)應(yīng)的實(shí)例對(duì)象，這些都沒(méi)問(wèn)題。但相對(duì) type 而言，int、str、float 是不是又成了實(shí)例對(duì)象呢？因?yàn)樗鼈兊念?lèi)型是 type。
所以 class 具有二象性：
同理，由于 type 的類(lèi)型還是 type，那么 type 既是 type 的類(lèi)型對(duì)象，type 也是 type 的實(shí)例對(duì)象。雖然這里描述的有一些繞，但應(yīng)該不難理解，而為了避免后續(xù)的描述出現(xiàn)歧義，這里我們做一個(gè)申明：
由于 type 的內(nèi)部定義了 __call__ 函數(shù)，那么說(shuō)明類(lèi)型對(duì)象都是可調(diào)用的，因?yàn)檎{(diào)用類(lèi)型對(duì)象就是調(diào)用元類(lèi) type 的 __call__ 函數(shù)。而實(shí)例對(duì)象能否調(diào)用就不一定了，這取決于它的類(lèi)型對(duì)象是否定義了 __call__ 函數(shù)，因?yàn)檎{(diào)用一個(gè)對(duì)象，本質(zhì)上是調(diào)用其類(lèi)型對(duì)象內(nèi)部的 __call__ 函數(shù)。
class A: passa = A()# 因?yàn)樽远x的類(lèi) A 里面沒(méi)有 __call__# 所以 a 是不可以被調(diào)用的try: a()except Exception as e: # 告訴我們 A 的實(shí)例對(duì)象不可以被調(diào)用 print(e) # 'A' object is not callable# 如果我們給 A 設(shè)置了一個(gè) __call__type.__setattr__(A, "__call__", lambda self: "這是__call__")# 發(fā)現(xiàn)可以調(diào)用了print(a()) # 這是__call__這就是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的特性，即便在類(lèi)創(chuàng)建完畢之后，依舊可以通過(guò) type 進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置，而這在靜態(tài)語(yǔ)言中是不支持的。所以 type 是所有類(lèi)的元類(lèi)，它控制了自定義類(lèi)的生成過(guò)程，因此 type 這個(gè)古老而又強(qiáng)大的類(lèi)可以讓我們玩出很多新花樣。
但對(duì)于內(nèi)置的類(lèi)，type 是不可以對(duì)其動(dòng)態(tài)增加、刪除或者修改屬性的，因?yàn)閮?nèi)置的類(lèi)在底層是靜態(tài)定義好的。從源碼中我們看到，這些內(nèi)置的類(lèi)、包括元類(lèi)，它們都是 PyTypeObject 對(duì)象，在底層已經(jīng)被聲明為全局變量了，或者說(shuō)它們已經(jīng)作為靜態(tài)類(lèi)存在了。所以 type 雖然是所有類(lèi)型對(duì)象的類(lèi)型，但只有在面對(duì)我們自定義的類(lèi)，type 才具有對(duì)屬性進(jìn)行增刪改的能力。
而且在上一篇文章中我們也解釋過(guò)，Python 的動(dòng)態(tài)性是解釋器將字節(jié)碼翻譯成 C 代碼的時(shí)候動(dòng)態(tài)賦予的，因此給類(lèi)對(duì)象動(dòng)態(tài)設(shè)置屬性只適用于動(dòng)態(tài)類(lèi)，也就是在 py 文件中使用 class 關(guān)鍵字定義的類(lèi)。
而對(duì)于靜態(tài)類(lèi)，它們?cè)诰幾g之后已經(jīng)是指向 C 一級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了，不需要再被解釋器解釋了，因此解釋器自然也就無(wú)法在它們身上動(dòng)手腳，畢竟彪悍的人生不需要解釋。
try: type.__setattr__(dict, "ping", "pong")except Exception as e: print(e) """ cannot set 'ping' attribute of immutable type 'dict' """try: type.__setattr__(list, "ping", "pong")except Exception as e: print(e) """ cannot set 'ping' attribute of immutable type 'list' """同理其實(shí)例對(duì)象亦是如此，靜態(tài)類(lèi)的實(shí)例對(duì)象也不可以動(dòng)態(tài)設(shè)置屬性：
lst = list()try: lst.name = "古明地覺(jué)"except Exception as e: print(e) # 'list' object has no attribute 'name'在介紹 PyTypeObject 結(jié)構(gòu)體的時(shí)候我們說(shuō)過(guò)，靜態(tài)類(lèi)的實(shí)例對(duì)象可以綁定哪些屬性，已經(jīng)寫(xiě)死在 tp_members 字段里面了。
以內(nèi)置類(lèi)型 list 為例，我們說(shuō)創(chuàng)建一個(gè)列表，可以通過(guò) [ ] 或者 list() 的方式。前者使用列表的特定類(lèi)型 API 創(chuàng)建，[ ] 會(huì)被直接解析成 C 一級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也就是 PyListObject 實(shí)例；后者使用類(lèi)型對(duì)象創(chuàng)建，對(duì) list 進(jìn)行調(diào)用，最終也得到指向 C 一級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) PyListObject 實(shí)例。
第一種方式我們已經(jīng)很熟悉了，就是根據(jù)值來(lái)推斷在底層應(yīng)該對(duì)應(yīng)哪一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后直接創(chuàng)建即可，因?yàn)榻忉屍鲗?duì)內(nèi)置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了如指掌。我們重點(diǎn)來(lái)看第二種方式，也就是通過(guò)調(diào)用類(lèi)型對(duì)象去創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象。
如果一個(gè)對(duì)象可以被調(diào)用，那么它的類(lèi)型對(duì)象中一定要有 tp_call，更準(zhǔn)確的說(shuō)是 tp_call 字段的值是一個(gè)具體的函數(shù)指針，而不是 0。由于 PyList_Type 是可以調(diào)用的，這就說(shuō)明 PyType_Type 內(nèi)部的 tp_call 是一個(gè)函數(shù)指針，這在 Python 的層面我們已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)了，下面再來(lái)通過(guò)源碼看一下。
圖片
在創(chuàng)建 PyType_Type 的時(shí)候，PyTypeObject 內(nèi)部的 tp_call 字段被設(shè)置成了 type_call。所以當(dāng)我們調(diào)用 PyList_Type 的時(shí)候，會(huì)執(zhí)行 type_call 函數(shù)。
因此 list() 在 C 的層面上等價(jià)于：
(&PyList_Type)->ob_type->tp_call(&PyList_Type, args, kwargs);// 即：(&PyType_Type)->tp_call(&PyList_Type, args, kwargs);// 而在創(chuàng)建 PyType_Type 的時(shí)候，給 tp_call 字段傳遞的是 type_call// 因此最終相當(dāng)于type_call(&PyList_Type, args, kwargs)如果用 Python 來(lái)演示這一過(guò)程的話：
# 以 list("abcd") 為例，它等價(jià)于lst1 = list.__class__.__call__(list, "abcd")# 等價(jià)于lst2 = type.__call__(list, "abcd")print(lst1) # ['a', 'b', 'c', 'd']print(lst2) # ['a', 'b', 'c', 'd']這就是 list() 的秘密，相信其它類(lèi)型在實(shí)例化的時(shí)候是怎么做的，你已經(jīng)知道了，做法是相同的。
# dct = dict([("name", "古明地覺(jué)"), ("age", 17)])dct = dict.__class__.__call__( dict, [("name", "古明地覺(jué)"), ("age", 17)])print(dct) # {'name': '古明地覺(jué)', 'age': 17}# buf = bytes("hello world", encoding="utf-8")buf = bytes.__class__.__call__( bytes, "hello world", encoding="utf-8")print(buf) # b'hello world'當(dāng)然，目前還沒(méi)有結(jié)束，我們還需要看一下 type_call 的源碼實(shí)現(xiàn)。
調(diào)用類(lèi)型對(duì)象，本質(zhì)上會(huì)調(diào)用 type.__call__，在底層對(duì)應(yīng) type_call 函數(shù)，因?yàn)?PyType_Type 的 tp_call 字段被設(shè)置成了 type_call。當(dāng)然調(diào)用 type 也是如此，因?yàn)?type 的類(lèi)型還是 type。
那么這個(gè) type_call 都做了哪些事情呢？
static PyObject *type_call(PyTypeObject *type, PyObject *args, PyObject *kwds){ // 參數(shù) type 表示類(lèi)型對(duì)象或者元類(lèi)，假設(shè)調(diào)用的是 list，那么它就是 &PyList_Type // 參數(shù) args 和 kwds 表示位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)，args 是元組，kwds 是字典 // 創(chuàng)建的實(shí)例對(duì)象，當(dāng)然也可能是類(lèi)型對(duì)象，取決于參數(shù) type PyObject *obj; // 線程狀態(tài)對(duì)象，后續(xù)介紹線程的時(shí)候會(huì)細(xì)說(shuō) // 此處的線程狀態(tài)對(duì)象是用來(lái)設(shè)置異常的 PyThreadState *tstate = _PyThreadState_GET(); // 如果參數(shù) type 是 &PyType_Type，也就是 Python 中的元類(lèi) if (type == &PyType_Type) { // 那么它只能接收一個(gè)位置參數(shù)（查看對(duì)象類(lèi)型）或三個(gè)位置參數(shù)（動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類(lèi)） Py_ssize_t nargs = PyTuple_GET_SIZE(args); // 獲取位置參數(shù)的個(gè)數(shù) // 如果位置參數(shù)個(gè)數(shù)為 1，并且沒(méi)有傳遞關(guān)鍵字參數(shù)，那么直接返回對(duì)象的類(lèi)型 if (nargs == 1 && (kwds == NULL || !PyDict_GET_SIZE(kwds))) { // Py_TYPE 負(fù)責(zé)獲取對(duì)象類(lèi)型，因此相當(dāng)于 type(args[0]) obj = (PyObject *) Py_TYPE(PyTuple_GET_ITEM(args, 0)); // 增加引用計(jì)數(shù)，返回 obj return Py_NewRef(obj); } // 如果位置參數(shù)的個(gè)數(shù)不等于 1，那么一定等于 3 if (nargs != 3) { PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "type() takes 1 or 3 arguments"); return NULL; } } // 接下來(lái)執(zhí)行類(lèi)型對(duì)象（也可能是元類(lèi)）的 tp_new，也就是 __new__ // 如果不存在，那么會(huì)報(bào)錯(cuò)，而在 Python 中見(jiàn)到的報(bào)錯(cuò)信息就是這里指定的 if (type->tp_new == NULL) { _PyErr_Format(tstate, PyExc_TypeError, "cannot create '%s' instances", type->tp_name); return NULL; } // 執(zhí)行類(lèi)型對(duì)象的 __new__ obj = type->tp_new(type, args, kwds); // 檢測(cè)調(diào)用是否正常，如果調(diào)用正常，那么 obj 一定指向一個(gè)合法的 PyObject // 而如果 obj 為 NULL，則表示執(zhí)行出錯(cuò)，此時(shí)解釋器會(huì)拋出異常 obj = _Py_CheckFunctionResult(tstate, (PyObject*)type, obj, NULL); if (obj == NULL) return NULL; // __new__ 執(zhí)行完之后該執(zhí)行啥了，顯然是 __init__，但需要先做一個(gè)檢測(cè) // 如果 __new__ 返回的實(shí)例對(duì)象的類(lèi)型不是當(dāng)前類(lèi)型，那么直接返回，不再執(zhí)行 __init__ // 比如自定義 class A，那么在 __new__ 里面應(yīng)該返回 A 的實(shí)例對(duì)象，但假設(shè)返回個(gè) 123 // 由于返回值的類(lèi)型不是當(dāng)前類(lèi)型，那么不再執(zhí)行初始化函數(shù) __init__ if (!PyObject_TypeCheck(obj, type)) return obj; // 走到這里說(shuō)明類(lèi)型一致，那么執(zhí)行 __init__，將 obj、args、kwds 一起傳過(guò)去 type = Py_TYPE(obj); if (type->tp_init != NULL) { int res = type->tp_init(obj, args, kwds); if (res < 0) { assert(_PyErr_Occurred(tstate)); Py_SETREF(obj, NULL); } else { assert(!_PyErr_Occurred(tstate)); } } // 返回創(chuàng)建的對(duì)象 obj return obj;}所以整個(gè)過(guò)程就三步：
所以這對(duì)應(yīng)了 Python 中的 __new__ 和 __init__，其中 __new__ 負(fù)責(zé)為實(shí)例對(duì)象開(kāi)辟一份內(nèi)存，然后返回指向?qū)ο蟮闹羔?，并且該指針?huì)自動(dòng)傳遞給 __init__ 中的 self。
class Girl: def __new__(cls, name, age): print("__new__ 方法執(zhí)行啦") # 調(diào)用 object.__new__(cls) 創(chuàng)建 Girl 的實(shí)例對(duì)象 # 然后該對(duì)象的指針會(huì)自動(dòng)傳遞給 __init__ 中的 self return object.__new__(cls) def __init__(self, name, age): print("__init__ 方法執(zhí)行啦") self.name = name self.age = ageg = Girl("古明地覺(jué)", 16)print(g.name, g.age)"""__new__ 方法執(zhí)行啦__init__ 方法執(zhí)行啦古明地覺(jué) 16"""__new__ 里面的參數(shù)要和 __init__ 里面的參數(shù)保持一致，因?yàn)闀?huì)先執(zhí)行 __new__，然后解釋器再將 __new__ 的返回值和傳遞的參數(shù)組合起來(lái)一起傳給 __init__。因此從這個(gè)角度講，設(shè)置屬性完全可以在 __new__ 里面完成。
class Girl: def __new__(cls, name, age): self = object.__new__(cls) self.name = name self.age = age return selfg = Girl("古明地覺(jué)", 16)print(g.name, g.age)"""古明地覺(jué) 16"""這樣也是沒(méi)問(wèn)題的，不過(guò) __new__ 一般只負(fù)責(zé)創(chuàng)建實(shí)例，設(shè)置屬性應(yīng)該交給 __init__ 來(lái)做，畢竟一個(gè)是構(gòu)造函數(shù)、一個(gè)是初始化函數(shù)，各司其職。另外由于 __new__ 里面不負(fù)責(zé)初始化，那么它的參數(shù)除了 cls 之外，一般都會(huì)寫(xiě)成 *args 和 **kwargs。
然后再回過(guò)頭來(lái)看一下 type_call 中的這兩行代碼：
圖片
tp_new 應(yīng)該返回該類(lèi)型對(duì)象的實(shí)例對(duì)象，而且一般情況下我們是不重寫(xiě) __new__ 的，會(huì)默認(rèn)執(zhí)行 object 的 __new__。但如果我們重寫(xiě)了，那么必須要手動(dòng)返回 object.__new__(cls)。可如果我們不返回，或者返回其它的話，會(huì)怎么樣呢？
class Girl: def __new__(cls, *args, **kwargs): print("__new__ 方法執(zhí)行啦") instance = object.__new__(cls) # 打印看看 instance 到底是個(gè)啥 print("instance:", instance) print("type(instance):", type(instance)) # 正確做法是將 instance 返回 # 但是我們不返回，而是返回一個(gè)整數(shù) 123 return 123 def __init__(self, name, age): print("__init__ 方法執(zhí)行啦")g = Girl()"""__new__ 方法執(zhí)行啦instance: <__main__.Girl object at 0x0000019A2B7270A0>type(instance): <class '__main__.Girl'>"""這里面有很多可以說(shuō)的點(diǎn)，首先就是 __init__ 里面需要兩個(gè)參數(shù)，但是我們沒(méi)有傳，卻還不報(bào)錯(cuò)。原因就在于這個(gè) __init__ 壓根就沒(méi)有執(zhí)行，因?yàn)?__new__ 返回的不是 Girl 的實(shí)例對(duì)象。
通過(guò)打印 instance，我們知道了 object.__new__(cls) 返回的就是 cls 的實(shí)例對(duì)象，而這里的 cls 就是 Girl 這個(gè)類(lèi)本身。所以我們必須要返回 instance，才會(huì)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的 __init__。
我們?cè)谕獠縼?lái)打印一下創(chuàng)建的實(shí)例對(duì)象吧，看看結(jié)果：
class Girl: def __new__(cls, *args, **kwargs): return 123 def __init__(self, name, age): print("__init__ 方法執(zhí)行啦")g = Girl()print(g)"""123"""我們看到打印的結(jié)果是 123，所以再次總結(jié)一下 tp_new 和 tp_init 之間的區(qū)別，當(dāng)然也對(duì)應(yīng) __new__ 和 __init__ 的區(qū)別：
但如果 tp_new 返回的對(duì)象的類(lèi)型不對(duì)，比如 type_call 的第一個(gè)參數(shù)接收的是 &PyList_Type，但 tp_new 返回的卻是 PyTupleObject *，那么此時(shí)就不會(huì)執(zhí)行 tp_init。
對(duì)應(yīng)上面的 Python 代碼就是，Girl 的 __new__ 應(yīng)該返回 Girl 的實(shí)例對(duì)象（指針）才對(duì)，但卻返回了整數(shù)，因此類(lèi)型不一致，不會(huì)執(zhí)行 __init__。
所以都說(shuō)類(lèi)在實(shí)例化的時(shí)候會(huì)先調(diào)用 __new__，再調(diào)用 __init__，相信你應(yīng)該知道原因了，因?yàn)樵谠创a中先調(diào)用 tp_new，再調(diào)用 tp_init。所以源碼層面表現(xiàn)出來(lái)的，和我們?cè)?Python 層面看到的是一樣的。
到此，我們就從 Python 和解釋器兩個(gè)層面解釋了對(duì)象是如何調(diào)用的，更準(zhǔn)確的說(shuō)我們是從解釋器的角度對(duì) Python 層面的知識(shí)進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò) tp_new 和 tp_init 的關(guān)系，來(lái)了解 __new__ 和 __init__ 的關(guān)系。
當(dāng)然對(duì)象調(diào)用還不止目前說(shuō)的這么簡(jiǎn)單，更多的細(xì)節(jié)隱藏在了幕后。后續(xù)我們會(huì)循序漸進(jìn)，一點(diǎn)點(diǎn)地揭開(kāi)它的面紗，并且在這個(gè)過(guò)程中還會(huì)不斷地學(xué)習(xí)到新的東西。比如說(shuō)，實(shí)例對(duì)象在調(diào)用方法的時(shí)候會(huì)自動(dòng)將實(shí)例本身作為參數(shù)傳遞給 self，那么它為什么會(huì)傳遞呢？解釋器在背后又做了什么工作呢？這些在之后的文章中都會(huì)詳細(xì)說(shuō)明。
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