Python内置函数与类型的深度辨析：从dir到inspect的完整解析

该图表源自python.org，展示了Python 3.10版本中列出的所有内置函数。

然而，这些名称是否全部代表真正的函数呢？

我们可以通过以下代码进行测试：

import types
import inspect
lst = dir(__builtins__)
for name in lst:
    print(name, eval(f'type({name})'))
 

变量lst获取的是__builtins__模块中所有内容的名称，因此lst是一个包含字符串的列表。但每个字符串所指向的对象含义各异。例如，字符串"sum"对应的是一个内置函数，而字符串"str"对应的则是一个内置类。

利用eval执行type函数，我们可以获取每个name对应的type对象描述，具体示例如下：

bool <class 'type'>

至此我们可以发现，诸如type、dict、str、range、list、tuple、zip等，实际上并非函数名称，而是类型名称：

dict <class 'type'> list <class 'type'> map <class 'type'> range <class 'type'> set <class 'type'> str <class 'type'> tuple <class 'type'> type <class 'type'> zip <class 'type'>

因此，类似range(10)或type("c")这样的写法，实质上是调用构造器来创建相应类型的实例。

接下来，我们进一步深入，分别输出__builtins__模块中的所有内置函数和内置类型。

以下是输出内置函数的代码示例：

import types
import inspect
lst = dir(__builtins__)
for name in lst:
    if eval(f'type({name})') is types.BuiltinFunctionType:
        print(f'{name}是内置函数')
    if inspect.isbuiltin(getattr(__builtins__, name)):
        print(f'{name}是内置函数')
fs = inspect.getmembers(__builtins__, inspect.isbuiltin)
print(fs)

这里演示了三种不同的检测方法：

1. 如果其type对象属于types.BuiltinFunctionType，则表明这是一个内置函数。

2. 在Python中一切皆对象，getattr(__builtins__, name)的作用是将__builtins__模块视为对象，从中获取名为name的具体内容，这体现了Python中的反射机制。获取具体内容后，利用inspect模块的isbuiltin函数来检测是否为内置函数。（注意：inspect模块的isfunction函数仅适用于检测普通函数，无法正确识别内置函数，因为内置函数并非普通函数，使用isfunction检测内置函数会返回False，必须使用isbuiltin函数进行检测。）

3. 既然__builtins__是一个对象，完全可以利用inspect的getmembers函数，并传入过滤器inspect.isbuiltin，从而直接过滤出__builtins__中的所有内置函数。

接下来是输出内置类的部分：

import types
import inspect
lst = dir(__builtins__)
for name in lst:
    print(name, eval(f'type({name})'))
for name in lst:
    if inspect.isclass(getattr(__builtins__, name)):
        print(f'{name}是内置类')
cs = inspect.getmembers(__builtins__, inspect.isclass)
print(cs)

由于types模块中没有专门针对类的检测类型，因此这里统一使用inspect.isclass进行检测。

换句话说，内置类本质上也是类。

总结

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