Python 动态类型在运行时是如何实现的

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Python对象的类型信息存储在对象头的ob_type指针中，决定其所有行为；变量名无类型，对象本身有固定且不可变的类型。

Python 对象头里存着类型指针

Python 所有对象在内存里都以 PyObject 或其子结构体形式存在，而 PyObject 开头固定有两个字段：ob_refcnt（引用计数）和 ob_type（指向 PyTypeObject 的指针）。这个 ob_type 就是动态类型的底层依据——每次调用 type(x)、做类型检查或方法分发时，解释器直接读取该指针，再查对应类型对象的方法表、属性定义等。

这意味着：类型信息不是变量名的属性，而是值本身的属性。同一个变量名（比如 x）反复赋值不同对象，只是让 x 指向不同内存地址，而每个地址开头都自带自己的 ob_type。

所有操作都走类型对象的方法表

当你写 a + b，CPython 不看 a 和 b 是什么变量，而是取出它们各自的 ob_type，然后查该类型对象的 tp_as_number->nb_add 函数指针去执行。如果某类型没实现加法（比如 list 和 str 相加），就走到回退逻辑或抛出 TypeError。

这种机制带来几个实际影响：

• 函数重载不存在：没有编译期类型签名，只有运行时查表
• 鸭子类型有效：只要对象的类型对象提供了所需方法（如 __len__），就能被 len() 调用
• 自定义类只要实现对应 magic method，就能参与内置操作，无需显式声明“实现某个接口”

isinstance 和 type() 的行为差异容易踩坑

type(x) is Y 严格比对类型对象指针是否相等；而 isinstance(x, Y) 会递归检查 Y 是否在 x 类型的 MRO 链上。所以：

• 对内置类型（如 int, str），type(x) == int 和 isinstance(x, int) 表现一致
• 但对继承关系，比如 class MyList(list): pass，type(MyList()) is list 是 False，而 isinstance(MyList(), list) 是 True
• 更隐蔽的是，某些内置类型（如 bool）是 int 的子类，type(True) is int 是 False，但 isinstance(True, int) 是 True

动态类型不等于无类型，只是类型绑定发生在运行时

很多初学者误以为 Python “没有类型”，其实恰恰相反：每个对象都有精确、不可变的类型标识，且该类型决定了它能响应哪些操作。所谓“动态”，仅指变量名与类型之间没有静态绑定，也无需声明；但一旦对象被创建，它的 ob_type 就固定了，不会因为赋给不同变量而改变。

真正要注意的是：类型判断逻辑全在运行时触发，没法提前排除错误。比如 obj.method() 在调用前根本不知道 obj 是否有 method，只能等走到那一步才查 ob_type->tp_dict 或实例字典——这也是为什么 IDE 类型提示（如 typing）和运行时检查（如 dataclasses 的 __post_init__）常被用来弥补这一特性带来的不确定性。

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