Невозможно изменить размер кортежа с помощью ctypes.pythonapi

Есть некоторые проблемы с вашим кодом.

Начнем с подписи _PyTuple_Resize, это

int _PyTuple_Resize(PyObject **p, Py_ssize_t newsize)

т. е. первым аргументом является не py_object (который был бы PyObject *p), а py_object передаются по ссылке, что означает:

from ctypes import POINTER, py_object, c_ssize_t, byref, pythonapi
_PyTuple_Resize = pythonapi._PyTuple_Resize
_PyTuple_Resize.argtypes = (POINTER(py_object), c_ssize_t)

Однако нет необходимости определять аргументы _PyTuple_Resize (как любой другая функция pythonapi), нужно определить restype только в том случае, если это не int (но это в случае _PyTuple_Resize).

Затем в приведенной выше связанной документации говорится:

Поскольку кортежи предполагаются неизменяемыми, это следует использовать только в том случае, если на объект имеется только одна ссылка. Не используйте это, если кортеж уже может быть известен какой-либо другой части кода.

Что ж, пустой кортеж хорошо известен другим частям кода:

import sys
a=()
sys.getrefcount(a)
# 28236

Как отметил @CristiFati в комментариях, это небольшая оптимизация, которую можно выполнить, потому что кортежи неизменяемы: все пустые кортежи используют один и тот же синглтон. Таким образом, использование _PyTuple_Resize для пустого кортежа довольно проблематично, даже если этот угловой случай пойман в код _PyTuple_Resize:

if (oldsize == 0) {
    /* Empty tuples are often shared, so we should never
       resize them in-place even if we do own the only
       (current) reference */
    Py_DECREF(v);
    *pv = PyTuple_New(newsize);
    return *pv == NULL ? -1 : 0;
}

Однако я хочу сказать, что перед вызовом _PyTuple_Resize нужно убедиться, что нет других ссылок.

Теперь, даже если использовать _PyTuple_Resize для кортежа, который неизвестен другим частям программы:

b = c_ssize_t(2)
A=py_object(("no one knows me",))
pythonapi._PyTuple_Resize(byref(A), b) # returns 0 - means everything ok

Мы получаем объект, который находится в несогласованном состоянии:

print(A)
# py_object(('no one knows me', <NULL>))

Проблема заключается в указателе NULL в качестве второго элемента: теперь многие операции (например, print(A.value)) с A.value будут segfault или приведут к другим проблемам.

Итак, теперь нужно использовать PyTuple_SetItem (это правильно обрабатывает элементы NULL и не пытается уменьшить ссылку на NULL-указатель) для установки NULL элементов в кортеже, прежде чем что-либо можно будет сделать с A.value. Кстати. обычно можно использовать PyTuple_SET_ITEM для вновь созданных кортежей/элементов, но это определение и, следовательно, не является частью pythonapi.

Поскольку PyTuple_SetItem крадет ссылку, мы должны позаботиться и об этом:

B=py_object(666)
pythonapi.Py_IncRef(B)
pythonapi.PyTuple_SetItem(A,1,B)
print(A.value)
# ('no one knows me', 666)

Для небольших кортежей _PyTuple_Resize всегда (для 64-битных сборок) будет создавать новый объект кортежа и не использовать старый, потому что добавление элемента означает добавление 8 байтов к занимаемой памяти (по крайней мере, для 64-битных сборок), а pymalloc возвращает 8 байтов. выровненные указатели, таким образом, в отличие от добавления символов в строку, потребуется новый объект:

b = c_ssize_t(2)
A=py_object(("no one knows me",))
print(id(A.value))
# 2311126190344
pythonapi._PyTuple_Resize(byref(A), b)
print(id(A.value))
# 2311143455304

Мы видим разные идентификаторы!

Однако для объектов-кортежей с объемом памяти более 512 байт память управляется базовым распределителем памяти c-runtime, и поэтому возможно изменение размера указателя:

b = c_ssize_t(1002)
A=py_object(("no one knows me",)*1000)
print(id(A.value))
# 2350988176984
pythonapi._PyTuple_Resize(byref(A), b)
print(id(A.value))
# 2350988176984

Теперь старый объект расширяется, а идентификатор сохраняется!