在CPython层传入自定义类型遇到的问题_cpython pytypeobject 实例-优快云博客

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本文探讨了如何在CPython中通过`ob_type`指针实现自定义字典类型，并揭示了正确使用`tp_call`创建新类型的必要性，以及关于弱引用和tp_weaklistoffset的问题。

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一、CPython对于类型的管理

PyType_Type / PyInt_Type / PyString_Type ....等这些是“类型对象”，都是PyTypeObject的实例!

PyType_Type的类型指向自己，而且它还是其它类型的“类型”。

二、问题来了

（1）通过上图可以发现底层是通过*ob_type这样一个指针来完成类型的赋值的，那么问题来了，我如果想定义一个自己的dict，是否可以在PyDict_Type的基础上，把它的*ob_type指向自己的dict类型呢？

PyObject* d = PyDict_New();
d->ob_type = custom_dict;

果不其然，发生了异常！

分析下异常栈：

python27.dll!subtype_dealloc(_object * self) Line 1000 C

type->tp_del(self);

python27.dll!PyObject_ClearWeakRefs(_object * object) Line 925 C

/* Remove the callback-less basic and proxy references */
if (*list != NULL && (*list)->wr_callback == NULL) {
    clear_weakref(*list);
    if (*list != NULL && (*list)->wr_callback == NULL)
        clear_weakref(*list);
}

python27.dll!clear_weakref(_PyWeakReference * self) Line 58 C

if (self->wr_object != Py_None) {
    PyWeakReference **list = GET_WEAKREFS_LISTPTR(self->wr_object);

#define GET_WEAKREFS_LISTPTR(o) \
        ((PyWeakReference **) PyObject_GET_WEAKREFS_LISTPTR(o))

#define PyObject_GET_WEAKREFS_LISTPTR(o) \
    ((PyObject **) (((char *) (o)) + Py_TYPE(o)->tp_weaklistoffset))

从这里可以看出更改了ob_type后，Py_TYPE(o)获取到的是custom_dict，原因很可能出在custom_dict和原生的dict中tp_weaklistoffset不一致！

# -*-encoding:utf8-*-

class custom_dict(dict):
	pass

if __name__ == "__main__":
	print custom_dict.__weakrefoffset__  # 128
	print dict.__weakrefoffset__         # 0

也就是析构对象进行弱引用清除的时候，本来tp_weaklistoffset应该是0，加上128后，访问到了非法内存引发的异常。

（2）正确的做法

从CPython的源码中找到了答案，像下面这样，通过tp_call创建自定义的类型，注意在CPython层操作对象需要注意对它的引用计数进行修改。

PyObject* pT = PyTuple_New(0);
d = PyObject_Call((PyObject*)custom_dict, pT, nullptr);
Py_DECREF(pT);