如何在Python中获取列表元素指针的地址而非引用对象的地址

在CPython中，列表底层确实是用指针数组（PyObject**）实现的，但Python层面没有直接提供获取这些指针本身地址的API，必须借助底层操作库（比如ctypes）来实现。

实现步骤 #

1. 先定义CPython中列表对象的简化底层结构（仅保留关键字段，对应CPython内部的列表对象结构）：

import ctypes

class PyListObject(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
        ("ob_refcnt", ctypes.c_ssize_t),
        ("ob_type", ctypes.c_void_p),
        ("ob_size", ctypes.c_ssize_t),
        ("ob_item", ctypes.POINTER(ctypes.c_void_p)),  # 存储元素指针的数组
        ("allocated", ctypes.c_ssize_t)
    ]

2. 将Python列表对象转换为底层结构体实例，进而访问指针数组中每个元素的地址：

a = [1, 2]

# 获取列表对象的底层内存指针
list_ptr = ctypes.cast(id(a), ctypes.POINTER(PyListObject))

# 遍历列表元素，获取每个指针本身的地址
for i in range(list_ptr.contents.ob_size):
    # 获取列表中第i个元素指针的内存地址
    ptr_self_addr = ctypes.addressof(list_ptr.contents.ob_item[i])
    # 获取该指针指向的对象地址（即id(a[i])的返回值）
    ptr_target_addr = list_ptr.contents.ob_item[i]
    
    print(f"列表第{i}个元素指针的地址: {ptr_self_addr:#x}")
    print(f"该指针指向的对象地址(id): {ptr_target_addr:#x}\n")

关键说明 #

• id(a)返回的是列表对象自身的内存地址，通过ctypes.cast将其转换为PyListObject指针后，就能访问内部的ob_item指针数组。
• ob_item[i]存储的是指向列表元素对象的指针（也就是id(a[i])的返回值），而ctypes.addressof(ob_item[i])才是这个指针本身在内存中的地址——也就是你要找的“元素本身（指针）的地址”。

注意：这种方法完全依赖CPython的底层实现，在PyPy、Jython等其他Python解释器中无效；且Python版本更新可能修改底层结构体定义，使用前需对应目标CPython版本的源码确认结构细节。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者run an