为什么 bytearray 在 Python 2 中不是序列？答案

【问题标题】：Why is bytearray not a Sequence in Python 2?为什么 bytearray 在 Python 2 中不是序列？
【发布时间】：2015-11-22 08:40:10
【问题描述】：

我发现 Python 2 和 3 之间的行为存在奇怪的差异。

在 Python 3 中似乎一切正常：

Python 3.5.0rc2 (v3.5.0rc2:cc15d736d860, Aug 25 2015, 04:45:41) [MSC v.1900 32 b
it (Intel)] on win32
>>> from collections import Sequence
>>> isinstance(bytearray(b"56"), Sequence)
True

但不是在 Python 2 中：

Python 2.7.10 (default, May 23 2015, 09:44:00) [MSC v.1500 64 bit (AMD64)] on wi
n32
>>> from collections import Sequence
>>> isinstance(bytearray("56"), Sequence)
False

在 Python 2.x 和 3.x 的次要版本中，结果似乎是一致的。这是一个已知的错误？这是一个错误吗？这种差异背后有什么逻辑吗？

我实际上更担心 C API 函数 PySequence_Check 正确识别 PyByteArray_Type 类型的对象作为暴露序列协议，通过查看源代码似乎应该这样做，但任何洞察这整个事情很受欢迎。

【问题讨论】：

您可以在PEP 3137 -- Immutable Bytes and Mutable Buffer和PEP 3119 -- Introducing Abstract Base Classes找到答案
根据PEP 3119 表达式issubclass(bytearray, MutableSequence) 的计算结果为真......但在python2 中并非如此。 AFAIK PySequence_Check 将返回正确的结果仅仅是因为它不使用元类来查看一个类是否是一个序列。它查看包含序列方法的struct 的字段是否已设置。

标签： python bytearray python-internals abc

【解决方案1】：

来自collections 的抽象类使用ABCMeta.register(subclass) 来

将子类注册为这个ABC的“虚拟子类”。

在 Python 3 中，issubclass(bytearray, Sequence) 返回True，因为bytearray 被显式注册为ByteString（派生自Sequence）和MutableSequence 的子类。见Lib/_collections_abc.py的相关部分：

class ByteString(Sequence):

    """This unifies bytes and bytearray.

    XXX Should add all their methods.
    """

    __slots__ = ()

ByteString.register(bytes)
ByteString.register(bytearray)
...
MutableSequence.register(bytearray)  # Multiply inheriting, see ByteString

Python 2 不这样做（来自Lib/_abcoll.py）：

Sequence.register(tuple)
Sequence.register(basestring)
Sequence.register(buffer)
Sequence.register(xrange)
...
MutableSequence.register(list)

此行为在 Python 3.0 中已更改（特别是在 this commit 中）：

添加统一bytes和bytearray的ABC ByteString（但不是memoryview）。 “PEP 3118 样式缓冲区 API 对象”没有 ABC，因为没有在 Python 中识别这些的方法（除了尝试使用 memoryview() 在他们身上）。

还有更多信息在PEP 3119:

这是向 Python 添加抽象基类 (ABC) 支持的提议 3000. 它建议： [...] 容器和迭代器的特定 ABC，将添加到集合模块。

提案中的大部分想法都不是关于与接口或通用相比，ABC 的特定机制函数（GFs），但关于澄清诸如“什么”之类的哲学问题构成集合”、“什么构成映射”和“什么构成序列”。

[...] 与 ABC 一起使用的元类，它允许我们将 ABC 作为“虚拟基类”（与 C++ 中的概念不同）添加到任何类，包括另一个 ABC。这允许标准库定义 ABCs Sequence 和 MutableSequence 并将它们注册为诸如 basestring、 等内置类型的虚拟基类tuple 和 list，因此例如以下条件都为真：[...] issubclass(bytearray, MutableSequence)。

仅供参考，memoryview 仅在 Python 3.4 中注册为 Sequence 的子类：

由于 Sequence/Mapping 混淆，因此没有鸭式输入所以这是一个简单的缺少显式注册。

（详见issue18690）。

来自 Python C API 的PySequence_Check 不依赖于collections 模块：

int
PySequence_Check(PyObject *s)
{
    if (PyDict_Check(s))
        return 0;
    return s != NULL && s->ob_type->tp_as_sequence &&
        s->ob_type->tp_as_sequence->sq_item != NULL;
}

它检查非零 tp_as_sequence 字段 (example for bytearray)，如果成功，检查非零 sq_item 字段（基本上是 getitem - example for bytearray）。

【讨论】：

【解决方案2】：

当你查看collections抽象类的源代码时，你会看到在python3（文件_collections_abc.py）子类Sequence类，类ByteString，register本身与bytearray在python2（文件_abcoll.py）没有ByteString类，Sequence本身没有register和bytearray。

register 我的意思是抽象类Sequence（或它的子类ByteString）正在调用abc.ABCMeta.register 方法，正如对该方法的描述中所说的那样将子类注册为的“虚拟子类”这个ABC。

我认为这导致了 py2 和 py3 之间的不同行为，但恕我直言，这是错误（或者更好地修复了 py3 中的错误）。

【讨论】：