CPython Super

什么是super

super实际上就是抽象的父类对象，用面向对象的方式来调用父类方法的一层封装。典型的使用方式如下：

class Base(object):
    def __init__(self):
        pass
    
    @classmethod
    def test(cls):
        pass

class Derived(Base):
    def __init__(self):
        super(Derived, self).__init__()     # (1)
        # super().__init__()                # python3
        # Base.__init__(self)               # 非面向对象
    
    @classmethod
    def test(cls):
        super(Derived, cls).test()          # (3)
        # super().test()                    # python3

super的四种用法

根据super的文档，其一共有三种用法：

super(type, obj) -> bound super object; requires isinstance(obj, type)
super(type) -> unbound super object
super(type, type2) ->bound super object; requires issubclass(type2, type)

其中，第二种用法相对少见。除此之外，在python3中，可以使用无参数的super。

super的实现

super在实现上是一个内置类型，定义在typeobject.c中，其结构体定义如下：

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    PyTypeObject *type;			// __thisclass__ the class invoking super
    PyObject *obj;				// __self__ the instance invoking super
    PyTypeObject *obj_type;		// __self_class__ the type of __self__
} superobject;

简单来说，super实现的是一层封装，将对super对象的函数调用转发到对应的父类中去。父类的寻找遵循python中的mro顺序。

super对象的创建

super对象的创建相对比较简单，只是将第第一个参数赋值给type，第二个参数赋值给obj，通过调用supercheck进行类型检查，并计算出第三个参数的值。规律如下：

obj是类型且obj需要是type的子类，则obj_type等于obj
obj的类型是type的子类，则obj_type等于Py_TYPE(obj)
obj.__class__是type的子类，则obj_type等于obj.__class__

super对象获取父类数据

从super对象中获取数据用的是super_getattro函数，各种情况如下：

如果obj_type为NULL，则直接从当前super对象中获取数据，通常是出错的情况
如果获取的是__class__属性，则也从当前super对象获取
从obj_type.__mro__中找到type，从这一项之后开始遍历，从中找到第一个类（新式类/旧式类），从中寻找该变量并返回。如果变量是一个descriptor，则尝试调用其tp_descr_get方法。
如果寻找失败，则从当前super对象中获取数据

python3中的super

python3中的super能够省略参数，其具体实现是从当前栈帧中寻找第一个参数作为obj，从闭包中寻找__class__作为type。后者的实现细节较为复杂，甚至可以说比较混乱：

在语法分析阶段，如果使用了super关键字，就会隐式地将__class__加入到符号表
drop_class_free中将判断__class__是否在局部变量中，如果存在，将其删除并标记ste_needs_class_closure
编译阶段通过ste_needs_class_closure标志位判断将其隐式加入到类的cellvars中