Python中的“插槽包装器”是什么？

Question

object.__dict__ 和其他一些地方有一些隐藏的方法，它们被设置成像这样的东西：

 <dictproxy {'__add__': <slot wrapper '__add__' of 'instance' objects>,
 '__and__': <slot wrapper '__and__' of 'instance' objects>,
 '__call__': <slot wrapper '__call__' of 'instance' objects>,
 '__cmp__': <slot wrapper '__cmp__' of 'instance' objects>,
 '__coerce__': <slot wrapper '__coerce__' of 'instance' objects>,
 '__contains__': <slot wrapper '__contains__' of 'instance' objects>,
 '__delattr__': <slot wrapper '__delattr__' of 'instance' objects>,
 '__delitem__': <slot wrapper '__delitem__' of 'instance' objects>,
 '__delslice__': <slot wrapper '__delslice__' of 'instance' objects>,
 '__div__': <slot wrapper '__div__' of 'instance' objects>,
 '__divmod__': <slot wrapper '__divmod__' of 'instance' objects>,
 ...

这些是什么？它们有什么用？

补充说明：

这是来自于：

class A:
    pass
b = A()
print(type(b).__dict__)

Answer 1

这是一种内部类型，用于一些可调用的对象，比如内置类的方法。其实它和普通函数或者其他可调用对象有什么不同并不重要。你可以像调用对象的方法一样来使用它。

Answer 2

在Python中，object类是所有类的基础类。可以推测，它的底层代码是为了性能而优化的。

在CPython中，Python的实现是用C和Python两种语言写的。底层代码用C语言编写，以满足性能需求。

那么，从Python脚本调用一个在某个C编译的二进制文件中的函数指针是怎么处理的呢？

举个例子，调用repr(b)时，逻辑大致是这样的：

1. 首先检查b.__dict__中是否有绑定方法的名字__repr__，如果有，就尝试调用它。
2. 如果没有找到，就去它的类type(b).__dict__中查找，相当于去找A.__dict__。
3. 如果还是没找到，就会在它的父类中查找。A.__base__在这里就是object类。由于hasattr(object, '__repr__')==True，所以最终会找到并返回绑定方法object.__repr__，这个方法是一个包装器，它是wrapper_descriptor类的一个实例。
4. 这个包装器会处理必要的事情，比如获取对象b的详细信息、获取C函数的指针、传递必要的参数、处理异常和错误等等。

所以，这其实是一个包装器，它利用CPython自己的API来处理内置函数，帮我们省去麻烦，并将两种语言的逻辑分开。

最后一个例子，展示了同一个调用两次：

>>> object.__repr__(b)
'<__main__.A object at 0x011EE5C8>'
>>> repr(b)
'<__main__.A object at 0x011EE5C8>'

Answer 3

根据这个链接的介绍：

槽包装器是用来在一个扩展类型的字典里，访问用C语言实现的特殊方法的。比如说，像object.__init__或者Integer.__lt__这样的例子。需要注意的是，槽包装器总是没有绑定的（还有一种叫做方法包装器的绑定变体）。

所以，它们实际上就是一些方法，用来包装那些用C语言实现的对象方法。在Python中，很多魔法方法和属性都是通过这些槽包装器来实现的，因为大多数Python的实现都是用C语言写的，这样的设计是很合理的。