2016-10-07

Python 函数和类的别名

简单的一个小测试的记录，但因为我习惯记录前因后果，写得有点啰嗦。

起因

我尝试把一些 C/C++ 的库用 Python 重新实现一遍（纯练习 Python 和熟悉库的原理，实际应用当然是Python直接调用C/C++），先逐句翻译成Python代码，再根据实际情况优化。

struct 当然先是转成 class。然后我发现，一些结构体里反复出现的公共成员，别人会先定义一个宏来减少重复工作，类似这样：

#define CommonVars type1 var1; type2 var2; type3 var3
struct std_struct{
  CommonVars;
};
struct struct1{
  CommonVars;
  type4 var4;
};
// struct2...

对应在Python里的一对一翻译，就是分别定义 CommonVars, StdStruct, Struct1, Struct2… 这么几个类，其中后面的都继承 CommonVars。当然，很明显CommonVars 和 StdStruct 其实是一回事，但是为了保持跟C++代码的一一对应，我还是保留了两个类。

后来一想，何必继承呢，要不干脆定义完 CommonVars 之后 StdStruct = CommonVars？

实测

Python 一切皆对象，包括函数和类都是可以作为右值给变量赋值的，这样做相当与给函数 / 类起了别名，是可以运行的。
但是别名背后的运作是怎么样的呢，最好的办法就是实际试一下：

#! /usr/bin/python3
def funA():
    return 'This is funA.'
funB = funA
print('run funA:', funA())
print('run funB:', funB())
print('name of funA:', funA.__name__)
print('name of funB:', funB.__name__)
class ClsA:
    pass
ClsB = ClsA
print('new ClsA:', ClsA())
print('new ClsB:', ClsB())
print('name of ClsA:', ClsA.__name__)
print('name of ClsB:', ClsB.__name__)

输出如下：

$ ./fun_class_alias.py
run funA: This is funA.
run funB: This is funA.
name of funA: funA
name of funB: funA
new ClsA: <__main__.ClsA object at 0x7f268e744278>
new ClsB: <__main__.ClsA object at 0x7f268e744278>
name of ClsA: ClsA
name of ClsB: ClsA

结果很清晰地说明了：

这样是可以正常运行的
别名纯粹只是个别名，是对原函数 / 类的一个引用，不影响实际的名字。（通过 .__name__ 获取实际的名字，仍然是定义时那一个。），也不会改变行为

但有一个问题，为什么两次获得的实例居然是一个地址？！

我把第二个也改为 ClsA() ，结果还是一样，说明跟别名无关。那按理说第二次实例化得到的地址必须不一样才对啊！想了一会，难道是因为内存回收？于是把代码改成这样：

#! /usr/bin/python3
class ClsA:
    _cnt = 0
    def __init__(self):
        self.__class__._cnt += 1
        self.idx = self._cnt
ClsB = ClsA
insA = ClsA()
print('new ClsA:', insA)
print('idx of insA:', insA.idx)
insB = ClsB()
print('new ClsB:', insB)
print('idx of insB:', insB.idx)

这次地址就不一样了：

./fun_class_alias.py
new ClsA: <__main__.ClsA object at 0x7f8f729ccf98>
idx of insA: 1
new ClsB: <__main__.ClsA object at 0x7f8f729d2ef0>
idx of insB: 2

这样看来，之前只是因为匿名引用之后内存被马上回收，然后下次申请的又是同一块内存，产生看起来好像是同一个实例的错觉。但只要给他们都加一个引用，就清楚了。

其他

然后我又查了一下，并没有发现其他人讨论这个内容（当然也可能是关键字选得不对，欢迎留言打脸），到时在官方文档发现类似这样的一句话：在Windows上，WindowsError 是 OSError的别名。

于是我翻了一下Python的源码，然后又在 Windows 上测试了一下这两个Error，作为这个记录的结尾：

// Python3.4.4\Objects\exceptions.c
// ...
    INIT_ALIAS(EnvironmentError, OSError)
    INIT_ALIAS(IOError, OSError)
#ifdef MS_WINDOWS
    INIT_ALIAS(WindowsError, OSError)
#endif
//...

INIT_ALIAS 是一个比较复杂的宏，就不展开了，顾名思义，就是定义前者作为后者的别名。

#! /usr/bin/python3
print('OSError is:', OSError.__name__)
print('EnvironmentError is:', EnvironmentError.__name__)
print('IOError is:', IOError.__name__)
print('WindowsError is:', WindowsError.__name__)

> py test_WindowsError.py
OSError is: OSError
EnvironmentError is: OSError
IOError is: OSError
WindowsError is: OSError

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