Python“函数对象”是函数吗？

Question

我们都知道函数也是对象。但是函数对象与函数相比如何呢？函数对象和函数有什么区别？

通过函数对象我的意思是 g 如此定义：

class G(object):
    def __call__(self, a):
        pass
g = G()

我的意思是功能：

def f(a):
    pass

Answer 1

当您使用 def 语句或使用 lambda 表达式时，Python 会为您创建函数对象：

>>> def foo(): pass
... 
>>> foo
<function foo at 0x106aafd70>
>>> lambda: None
<function <lambda> at 0x106d90668>

因此，每当您在 python 中定义一个函数时，都会创建一个这样的对象。 没有简单的函数定义方式。

Answer 2

TL;DR 任何实现__call__ 的对象都可以被调用，例如：函数、自定义类等。

略长的版本：（w_allo_ft_ext）

关于你的问题的完整答案是在 python 虚拟机的实现中，所以我们必须看看 python 的底层。首先是代码对象的概念。 Python 将你扔给它的任何东西解析成它自己的内部语言，这种语言在所有平台上都是相同的，称为字节码。一个非常直观的表示是当您在导入您编写的自定义库后获得一个 .pyc 文件时。这些是 python VM 的原始指令。忽略这些指令是如何从您的源代码创建的，它们随后由 Python/ceval.c 中的PyEval_EvalFrameEx 执行。源代码有点像野兽，但最终像一个简单的处理器一样工作，其中一些复杂的部分被抽象掉了。字节码是该处理器的汇编语言。特别是这个“处理器”的“操作码”之一是（恰当地命名）CALL_FUNCTION。回调经过多次调用，最终到达PyObject_Call()。该函数接受一个指向PyObject 的指针，并从它的类型中提取tp_call 属性并直接调用它（从技术上讲，它首先检查它是否存在）：

...
call = func->ob_type->tp_call //func is an arg of PyObject_Call() and is a pointer to a PyObject
...
result = (*call)(func, arg, kw);

任何实现__call__ 的对象都会被赋予一个tp_call 属性和一个指向实际函数的指针。我相信这是由 Objects/typeobject.c 中的slotdefs[] difinition 处理的：

FLSLOT("__call__", tp_call, slot_tp_call, (wrapperfunc)wrap_call,
       "__call__($self, /, *args, **kwargs)\n--\n\nCall self as a function.",
       PyWrapperFlag_KEYWORDS)

函数的__call__ 方法本身在cpython 实现中定义，它定义了python VM 应如何开始执行该函数的字节码以及应如何返回数据（如果有）。当您给任意类一个__call__ 方法时，该属性是一个函数对象，它再次引用__call__ 的cpython 实现。因此，当您调用“正常”函数时，会引用 foo.__call__。当您调用可调用类时，self.__call__ 等效于 foo，而实际调用的 cpython 引用是 self.__call__.im_func.__call__。

免责声明

这对我来说是一段进入未知领域的旅程，我完全有可能歪曲了实施的一些细节。我主要从 this 博客文章中获取关于 python 可调用对象如何在后台工作的文章，以及我自己通过 python source code 进行的一些挖掘