Python 中的 typing 模块常见用法
目录
- 一.常见类型提示
- 二.常见用法
- 三.高级用法
typing
模块是 python 提供的一个标准库,主要用于为函数、变量和类定义类型提示(Type Hints),从而提高代码的可读性和类型安全性。虽然 Python 是动态类型语言,但通过 typing
模块,开发者可以明确指定变量和函数的参数、返回值的类型,帮助 IDE 或静态代码分析工具提供更好的代码提示和错误检查。编程虽然 Python 本身不会强制执行这些类型检查,但借助 mypy 等工具,可以进行静态类型分析,帮助发现潜在问题。
源码位置:D:\Python310\Lib\typing.py
一.常见类型提示
1.List 和 Dict
用于表示列表和字典类型。
(1)List[type]
表示一个包含特定类型元素的列表。
(2)Dict[key_type, value_type]
表示键和值有特定类型的字典。
2.Tuple
表示一个包含特定类型的元组。Tuple[type1, type2]
表示一个包含两个特定类型的元组。
3.Optional
表示变量可以是某种类型,也可以是 None
。Optional[type]
等价于 Union[type, None]
,表示某个值可以是 type
或 None
。
4.Union
表示一个变量可以是多个类型之一。Union[type1, type2, ...]
表示变量可以是 type1
、type2
等中的任意一种。
5.Any
表示可以是任意类型。Any
用于声明一个变量可以是任意类型,不做类型检查。
6.Callable
表示可调用的对象,如函数。Callable[[arg_type1, arg_type2], return_type]
用于表示一个函数,参数类型为 arg_type1
、arg_type2
,返回值类型为 return_type
。
7.TypeVar
用于定义泛型。TypeVar
用于创建通用函数或类。
8.Literal
限制变量值为某些特定的值。
9.Set
表示一个包含特定类型元素的集合。比如 Set[str]
表示一个字符串集合。
10.FrozenSet
表示一个不可变的集合。比如 FrozenSet[int]
表示一个不可变的整数集合。
11.Generic
用于创建泛型类和泛型接口。比如 class MyList(Generic[T]) 表示一个泛型列表类,可以存储类型 T 的元素。
12.Type
表示一个类型对象。比如 Type[str]
表示 str
类型。
二.常见用法
1.List|Dict|Tuple示例
from typing import List, Dict, Tuple # 一个返回包含字符串的列表的函数 def get_names() -> List[str]: return ["Alice", "Bob", "Charlie"] # 一个带有字典类型提示的函数 def get_person_data() -> Dict[str, int]: return {"Alice": 30, "Bob": 25} # 一个带有元组类型提示的函数 def get_coordinates() -> Tuple[int, int]: return (10, 20)
get_names()
:返回一个List[str]
,即一个字符串列表。get_person_data()
:返回一个Dict[str, int]
,表示字典的键是字符串,值是整数。get_coordinates()
:返回一个Tuple[int, int]
,即android一个包含两个整数的元组。
2.Optional 示例
from typing import Optional def find_user(user_id: int) -> Optional[str]: if user_id == 1: return "Alice" return None
find_user()
:返回类型是 Optional[str]
,表示可能返回字符串,或者返回 None
。
3.Union 示例
from typing import Union def process_input(data: Union[int, str]) -> str: if isinstance(data, int): return f"Received an integer: {data}" return f"Received a st编程客栈ring: {data}"
process_input()
:参数类型是 Union[int, str]
,表示该函数接收整数或字符串两种类型。
4.Callable 示例
from typing import Callable # 定义一个函数接收另一个函数作为参数 def execute_task(task: Callable[[int, int], int], a: int, b: int) -> int: return task(a, b) # 示例调用 def add(x: int, y: int) -> int: return x + y result = execute_task(add, 3, 4) # 返回 7
execute_task()
:接收一个可调用对象(函数),该对象接收两个整数并返回一个整数。
5.TypeVar 泛型示例
from typing import TypeVar, List T = TypeVar('T') def get_first_element(lst: List[T]) ->编程 T: return lst[0] # 使用时可以是不同的类型 print(get_first_element([1, 2, 3])) # 返回 1 print(get_first_element(['a', 'b', 'c'])) # 返回 'a'
TypeVar
:允许定义一个泛型函数 get_first_element
,它可以适用于任何类型的列表。
三.高级用法
1.Literal 示例
from typing import Literal def set_mode(mode: Literal['read', 'write']) -> None: if mode == 'read': print("Setting mode to read") elif mode == 'write': print("Setting mode to write") set_mode('read') # 合法 set_mode('write') # 合法 set_mode('delete') # 非法,会被静态分析工具标记为错误
Literal
:限制传入的值必须是特定的字面值,在此例中只能是 'read'
或 'write'
。
2.TypedDict示例
from typing import TypedDict class User(TypedDict): name: str ag编程客栈e: int def get_user() -> User: return {"name": "Alice", "age": 30}
TypedDict
:用于定义字典的具体结构,使字典的键和值类型更加明确。
3.Protocol示例
用于定义接口协议,可以检查对象是否实现了特定的方法和属性。
from typing import Protocol class Drawable(Protocol): def draw(self) -> None: ...
4.Final 示例
表示一个变量、方法或属性不能被重写或修改。
from typing import Final MAX_SIZE: Final = 100
5.ClassVar 示例
表示一个类变量,它不应被视为实例变量的一部分。
from typing import ClassVar class MyClass: class_var: ClassVar[int] = 42
6.NoReturn
表示函数不会返回任何值(通常用于函数抛出异常的情况)。
from typing import NoReturn def terminate() -> NoReturn: raise SystemExit
参考文献
[1] typing 对类型提示的支持:https://docs.python.org/zh-cn/3/library/typing.html
[2] https://github.com/python/mypy
[3] https://www.mypy-lang.org/
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