CPython对象系统中PyTypeObject与PyType_Type的区别及用途咨询

1. PyTypeObject：每个类的底层载体 #

PyTypeObject是CPython中所有类的底层实现结构——不管是内置的tuple、str，还是你用Python代码定义的自定义类，在C层面都对应一个PyTypeObject实例。它的核心作用是存储这个类的所有公共元信息：

• 类的标识信息：比如tp_name（类名，比如tuple）、继承关系（tp_base）
• 类的行为定义：包含tp_new、tp_init、tp_add等方法/操作符的函数指针，决定了类实例的创建、初始化、运算等逻辑
• 类级属性存储：tp_dict存的是类属性（比如tuple.count这类类方法、类变量），所有该类的实例共享这个字典——这完全合理，因为类属性本身就是所有实例共有的
• 实例内存布局：tp_basicsize、tp_itemsize定义了创建实例时需要分配的内存大小，确保实例能正确存储数据

2. PyType_Type：元类type的底层实现 #

PyType_Type是CPython中元类type的C层面实现，它本身也是一个PyTypeObject实例（元类本质也是类）。它的核心作用是管理所有类的创建与行为：

• 任何类（包括内置类）的创建，本质都是通过PyType_Type的tp_new方法生成对应的PyTypeObject实例（也就是这个类本身）
• 它的tp_name是"type"，因为它对应Python层面的type元类

你提到的元组案例完全符合逻辑：元组的类（tuple）对应的PyTypeObject实例的tp_name是tuple，而这个PyTypeObject实例的类型（即它的元类）是PyType_Type，所以在Python中执行type(tuple)会返回type。

单个对象的属性存储位置 #

实例属性的存储分两种场景：

• 内置类型实例：比如tuple、int这类不可变内置类型，它们的实例属性是固定的，直接存储在C结构体的特定字段中（比如tuple的元素存在内部数组），不允许动态添加实例属性，因此没有单独的属性字典。
• 自定义类实例：这类实例默认会有一个__dict__（C层面对应ob_dict指针），用来存储动态添加的实例属性。如果类定义了__slots__，实例将不会生成__dict__，属性直接存在结构体的固定偏移位置，以此节省内存。

另外，Python的属性查找逻辑是：访问obj.attr时，先查实例的属性字典（如果存在），没找到则依次查找类的tp_dict、父类的tp_dict，遵循MRO顺序。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者arthurr