12｜Native方法：打通底层软件与高层应用的关键
海纳
你好，我是海纳。
在过去的几节课中，我们实现了函数的基本功能。实际上，在 Python 中有很多内建函数，例如，range、print、len 等都是内建函数。这些内建函数往往是使用 C/C++ 在虚拟机内部实现的，所以我们把这些函数也称为 native 函数。
这节课我们就通过实现 len 方法来讲解如何在虚拟机里实现 native 函数。
实现内建函数（Builtin Function）
在 Python 开发者看来，内建函数和普通函数是一样。也就是说，开发者使用自定义的函数和使用 len、print 等内建函数时，并不需要感知它们之间有什么不同。
这就决定了，在虚拟机层面，我们希望内建函数与 FunctionObject 所代表的自定义函数也是统一的。所以我们选择继续使用 FunctionObject 来代表内建函数，不同点在于，普通的 FunctionObject 是由 MAKE_FUNCTION 字节码使用 CodeObject 主动创建的。前边两节课，我们重点介绍了这个机制。
但是内建函数并没有对应的字节码，它的所有实现都在虚拟机内部，也就是说，内建函数都是使用 C++ 来实现的。这里需要一种方法把 CALL_FUNCTION 与虚拟机内部的实现联系起来。我们还是要在 FunctionObject 身上想办法。
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1. Python 中的内建函数是使用 C/C++ 在虚拟机内部实现的，因此被称为 native 函数。 2. 引入了 NativeFunctionKlass 来代表内建函数，并在 FunctionObject 中增加了一个方法“call”来实现内建函数。 3. 通过引入函数指针，可以实现不同内建函数的不同逻辑，使得内建函数的实现变得简单且灵活。 4. 实现了内建函数后，可以通过测试用例验证实现的正确性。 5. 虚拟机引入了 MethodObject 类型来完成传递隐式参数的功能，并与 FunctionObject 的唯一区别是 MethodObject 多了一个 _owner 属性，用于绑定方法与目标对象。 6. 完成了 LOAD_METHOD 这条字节码的执行逻辑，使得虚拟机能够正确执行方法调用的操作。 7. 虚拟机中已经有了基本的内建类型、整数和字符串，也有了基本的函数和方法的功能。
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