有没有一种内置的方法可以使用CPython内置来使任意可调用的行为作为未绑定的类方法？

Question

在Python 2中，可以将任意可调用函数转换为类的方法。重要的是，如果可调用函数是用C实现的CPython内置函数，您可以使用它来创建用户定义的类的方法，这些类本身就是C层，在调用时不调用字节代码。

如果您依赖GIL来提供“无锁”同步，这有时会很有用；由于GIL只能在操作代码之间交换，如果您代码特定部分中的所有步骤都可以推送到C，您可以使其以原子方式运行。

在Python 2中，你可以做这样的事情：

import types
from operator import attrgetter
class Foo(object):
    ... This class maintains a member named length storing the length...

    def __len__(self):
        return self.length  # We don't want this, because we're trying to push all work to C

# Instead, we explicitly make an unbound method that uses attrgetter to achieve
# the same result as above __len__, but without no byte code invoked to satisfy it
Foo.__len__ = types.MethodType(attrgetter('length'), None, Foo)

在Python 3中，不再有未绑定的方法类型和＜code＞类型。MethodType只接受两个参数，并仅创建绑定方法（这对于Python特殊方法（如＜code>__len_、＜code>_hash__＜/code>）不有用，因为特殊方法通常直接在类型上查找，而不是在实例上查找）。

有没有什么方法可以在Py3中实现这一点，我错过了？

我看过的事情：

1. functools.partialmethod（似乎没有C实现，所以它不符合要求，在Python实现和比我需要的更通用的用途之间，它很慢，在我的测试中大约需要5个我们，而直接Python定义需要大约200-300个ns，或者在Py2中增加了大约200-300个ns，开销增加了大约20倍）
2. 试图使attrger或类似的东西遵循非数据描述符协议（不可能是AFAICT，不能在__get__之类的猴子补丁）
3. 试图找到一种方法来子类attrger，给它一个__get__，但是当然，__get__需要以某种方式委托给C层，现在我们又回到了我们开始的地方
4. （特定于attrger用例）使用__slots__首先使成员成为描述符，然后尝试以某种方式从数据的结果描述符转换为跳过绑定和获取实际值的最后一步的东西，使其可调用，以便延迟实际值检索

不过，我不能发誓我没有错过这些选项中的任何一个。有人有任何解决方案吗？完全黑客攻击是允许的；我认识到我在这里做病态的事情。理想情况下，它会很灵活（让您可以从class、Python内置函数（如hex、len等）或任何其他未在Python层定义的可调用对象中创建类似于未绑定方法的东西）。重要的是，它需要附加到类，而不是每个实例（既要减少每个实例的开销，又要正确地适用于dunder特殊方法，这些方法在大多数情况下会绕过实例查找）。

Answer 1

最近找到了一个(可能只有CPython)解决方案。作为一个直接调用CPython APIs的< code>ctypes黑客，这有点难看，但它是可行的，并且获得了期望的性能:

import ctypes
from operator import attrgetter

make_instance_method = ctypes.pythonapi.PyInstanceMethod_New
make_instance_method.argtypes = (ctypes.py_object,)
make_instance_method.restype = ctypes.py_object

class Foo:
    # ... This class maintains a member named length storing the length...

    # Defines a __len__ method that, at the C level, fetches self.length
    __len__ = make_instance_method(attrgetter('length'))

在某种程度上，这是对Python 2版本的改进，因为它不需要定义类来为其创建未绑定的方法，所以可以通过简单的赋值在类体中定义它（其中Python 2版本必须在＜code＞Foo中显式引用＜code＞Foo＜/code＞两次。__len__＝types.MethodType（attgetter（'length'），None，Foo）＜/code＞，并且仅在＜code＞类Foo＜/code＞已完成定义之后）。

另一方面，它实际上并没有在CPython 3.7 AFAICT上提供性能优势，至少在这里它取代＜code＞def__len_（self）:return self的简单情况下没有。长度；事实上，对于通过len（实例）访问的___len_，在Foo的实例上，ipython%%timeitmicrobenchmarks显示len（实例）在通过_ulenn_方法（attgetter（'length'）定义时约慢10%，这很可能是＜code＞attgetter＜/code＞本身的产物，由于CPython没有将其移动到“FastCall”协议（在3.8中称为“Vectorcall”，当其半公开供临时第三方使用时），而用户定义函数在3.7中已经从中受益，此外，每次都必须动态选择是否执行点式或非点式属性查找以及单个或多个属性查找（Vectorcall可以通过选择适合于在构建时执行的GET的＜code＞__call_

如果他们有时间优化＜code＞运算符。对于Vectorcall，我将重新标记并更新此答案。