Python 如何查看Python对象的内部？

在Python中，一切皆为对象。在开发过程中，我们经常需要查看某个对象的内部结构，确认其属性、方法以及底层数据结构等信息。本文将介绍几种常见的查看Python对象内部的方法。

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print方法

最简单粗暴的查看Python对象的方法就是使用print()函数。使用print()函数可以输出任意对象的值，但是不能直接获取该对象的结构信息。例如：

a = [1, 2, 3]
print(a)

输出结果为：[1, 2, 3]

由此可见，使用print()函数输出列表的值。但是无法知道该列表的内部结构。

help函数

help()函数是Python的内置函数，它可以获取对象的帮助文档，包括对象的方法和属性等信息。例如：

a = [1, 2, 3]
help(a)

输出结果为：

Help on list object:

class list(object)
 |  list() -> new empty list
 |  list(iterable) -> new list initialized from iterable's items
...

由此可以得到，help()函数可以获取到列表的所有方法和属性，包括构造函数和初始化方法等信息。但是仍然无法获取到该列表的底层数据结构。

dir函数

dir()函数也是Python的内置函数，它可以获取指定对象的所有属性和方法名称列表。例如：

a = [1, 2, 3]
print(dir(a))

输出结果为：

['__add__', '__class__', '__class_getitem__', '__contains__', '__delattr__',
'__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__',
'__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__',
'__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__',
'__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__',
'__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count',
'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']

由此可以得到，dir()函数可以获取到列表的所有方法和属性名称。但是仍然无法获取到该列表的底层数据结构。

inspect模块

inspect模块是Python内置的标准库模块，主要用于获取对象的信息。其中，inspect.getmembers()函数可以获取对象的所有成员信息。例如：

import inspect
a = [1,2,3]
members = inspect.getmembers(a)
for member in members:
    print(member)

输出结果为：

('__add__', <method-wrapper '__add__' of list object at 0x7faac1d8a880>)
('__class__', <class 'list'>)
('__class_getitem__', <method '__class_getitem__' of type object at 0x7faac2d2c2b0>)
('__contains__', <method-wrapper '__contains__' of list object at 0x7faac1d8a880>)
('__delattr__', <method-wrapper '__delattr__' of list object at 0x7faac1d8a880>)
('__delitem__', <method-wrapper '__delitem__' of list object at 0x7faac1d8a880>)
('__dir__', <built-in method __dir__ of list object at 0x7faac1d8a880>)
...

由此可以看到，inspect.getmembers()函数可以获取到该列表的所有成员，包括属性和方法等信息。但是仍然无法获取到该列表的底层数据结构。

getsizeof函数

sys.getsizeof()函数可以获取任意Python对象的内存大小，包括该对象的所有子对象和指针等信息。例如：

import sys
a = [1, 2, 3]
print(sys.getsizeof(a))

输出结果为：88

由此可见，上述列表在Python中占用的内存大小为88字节。

__dict__属性

对于Python中的大多数对象，都有一个__dict__属性，该属性是一个字典类型，可以用于查看该对象的内部属性。例如：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

p = Person('Tom', 18)
print(p.__dict__)

输出结果为：{'name': 'Tom', 'age': 18}

由此可见，__dict__属性可以获取到该对象的所有属性。

使用第三方库

除了以上方法外，也可以使用第三方库来查看Python对象的内部结构。例如，objgraph库可以生成对象引用关系图，并通过不同颜色的点来表示不同类型的对象。安装方法为：

pip install objgraph

使用方法为：

import objgraph

a = [1, 2, 3, [4, 5]]
objgraph.show_refs(a, filename='refs.png')

由此可见，使用objgraph库可以直观地查看对象的引用关系和内部结构。

结论

以上是一些常见的查看Python对象内部结构的方法。不同的方法各有优缺点，可以根据实际需求来选择合适的方法。在实际开发中，了解Python对象的内部结构可以帮助我们更好地理解和调试代码，提高开发效率。