# float

# 内部结构

# PyFloatObject

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    double ob_fval;
} PyFloatObject;

# PyFloat_Type

PyFloat_Type 中保存了很多关于浮点对象的 元信息 ，关键字段包括：

tp_name 字段保存类型名称，常量 float ；
tp_dealloc 、 tp_init 、 tp_alloc 和 tp_new 字段是对象创建销毁相关函数；
tp_repr 字段是生成语法字符串表示形式的函数；
tp_str 字段是生成普通字符串表示形式的函数；
tp_as_number 字段是数值操作集；
tp_hash 字段是哈希值生成函数；

PyTypeObject PyFloat_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
    "float",
    sizeof(PyFloatObject),
    0,
    (destructor)float_dealloc,                  /* tp_dealloc */
    0,                                          /* tp_print */
    0,                                          /* tp_getattr */
    0,                                          /* tp_setattr */
    0,                                          /* tp_reserved */
    (reprfunc)float_repr,                       /* tp_repr */
    &float_as_number,                           /* tp_as_number */
    0,                                          /* tp_as_sequence */
    0,                                          /* tp_as_mapping */
    (hashfunc)float_hash,                       /* tp_hash */
    0,                                          /* tp_call */
    (reprfunc)float_repr,                       /* tp_str */
    PyObject_GenericGetAttr,                    /* tp_getattro */
    0,                                          /* tp_setattro */
    0,                                          /* tp_as_buffer */
    Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_BASETYPE,   /* tp_flags */
    float_new__doc__,                           /* tp_doc */
    0,                                          /* tp_traverse */
    0,                                          /* tp_clear */
    float_richcompare,                          /* tp_richcompare */
    0,                                          /* tp_weaklistoffset */
    0,                                          /* tp_iter */
    0,                                          /* tp_iternext */
    float_methods,                              /* tp_methods */
    0,                                          /* tp_members */
    float_getset,                               /* tp_getset */
    0,                                          /* tp_base */
    0,                                          /* tp_dict */
    0,                                          /* tp_descr_get */
    0,                                          /* tp_descr_set */
    0,                                          /* tp_dictoffset */
    0,                                          /* tp_init */
    0,                                          /* tp_alloc */
    float_new,                                  /* tp_new */
};

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# 对象创建

# 对象创建API

除了通用的创建对象的流程，Python为内置对象实现了对象创建API，简化了调用：

PyObject * PyFloat_FromDouble(double fval);从浮点数创建浮点对象

PyObject *
PyFloat_FromDouble(double fval)
{
    /* 优先使用空闲对象缓存池 */
    PyFloatObject *op = free_list;
    if (op != NULL) {
        free_list = (PyFloatObject *) Py_TYPE(op);
        numfree--;
    } else {
        op = (PyFloatObject*) PyObject_MALLOC(sizeof(PyFloatObject));
        if (!op)
            return PyErr_NoMemory();
    }
    /* Inline PyObject_New */
    (void)PyObject_INIT(op, &PyFloat_Type);// 初始化对象类型字段以及引用计数
    op->ob_fval = fval; // 初始化值
    return (PyObject *) op;
}

PyObject * PyFloat_FromString(PyObject *v);从字符串创建浮点对象

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# 对象销毁

当对象不再需要时， Python 通过 Py_DECREF 或者 Py_XDECREF 宏减少引用计数
当引用计数降为 0 时， Python 通过 _Py_Dealloc 宏回收对象
- 实际调用的类型的tp_dealloc函数指针指向的函数

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# 空闲对象缓存池

例如浮点运算备受设计到大量临时对象的创建以及销毁，这则意味着大量内存分配回收操作
因此Python在浮点对象销毁后，并不马上回收内存，而是将其加入一个空闲链表，后续需要创建浮点对象时，先到空闲链表中取，省去分配内存的开销。
```
if (numfree >= PyFloat_MAXFREELIST)  {
    PyObject_FREE(op);
    return;
}
numfree++;
Py_TYPE(op) = (struct _typeobject *)free_list;
free_list = op;
```

空闲链表定义在Objects/floatobject.c中

#ifndef PyFloat_MAXFREELIST
#define PyFloat_MAXFREELIST    100	// 最大长度
#endif
static int numfree = 0;			// 当前长度
static PyFloatObject *free_list = NULL; // 链表头部

为了保持简洁，Python 把 ob_type 字段当作 next 指针来用，将空闲对象串成链表

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# 对象的行为

PyFloat_Type 中定义了很多函数指针，包括 tp_repr 、 tp_str 、 tp_hash 等，这些函数指针将一起决定 float 对象的行为。
- 例如tp_hash 函数决定浮点哈希值的计算，tp_hash 函数指针指向 float_hash 函数，实现了针对浮点对象的哈希值算法：
```
static Py_hash_t
float_hash(PyFloatObject *v)
{
    return _Py_HashDouble(v->ob_fval);
}
```
- ‍

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