深入了解Python中的变量类型标注

变量类型注解是用来对变量和函数的参数返回值类型做注解，让调用方减少类型方面的错误，也可以提高代码的可读性和易用性。本文就来和大家聊聊Python中的变量类型标注吧

一、概述

1、描述

变量类型注解是用来对变量和函数的参数返回值类型做注解，让调用方减少类型方面的错误，也可以提高代码的可读性和易用性。

但是，变量类型注解语法传入的类型表述能力有限，不能说明复杂的类型组成情况，因此引用了typing模块，来实现复杂的类型表达。

2、常用的数据类型

Type	Description
int	整型 integer
float	浮点数字
bool	布尔（int 的子类）
str	字符 (unicode)
bytes	8 位字符
object	任意对象（公共基类）
List[str]	字符组成的列表
Tuple[int, int]	两个int对象的元组
Tuple[int, ...]	任意数量的 int 对象的元组
Dict[str, int]	键是 str 值是 int 的字典
Iterable[int]	包含 int 的可迭代对象
Sequence[bool]	布尔值序列（只读）
Mapping[str, int]	从 str 键到 int 值的映射（只读）
Any	具有任意类型的动态类型值
Union	联合类型
Optional	参数可以为空或已经声明的类型
Mapping	映射，是 collections.abc.Mapping 的泛型
MutableMapping	Mapping 对象的子类，可变
Generator	生成器类型, Generator[YieldType、SendType、ReturnType]
NoReturn	函数没有返回结果
Set	集合 set 的泛型, 推荐用于注解返回类型
AbstractSet	collections.abc.Set 的泛型，推荐用于注解参数
Sequence	collections.abc.Sequence 的泛型，list、tuple 等的泛化类型
TypeVar	自定义兼容特定类型的变量
Generic	自定义泛型类型
NewType	声明一些具有特殊含义的类型
Callable	可调用类型, Callable[[参数类型], 返回类型]
NoReturn	没法返回值

3、mypy模块

mypy是Python的可选静态类型检查器

安装mypy模块 pip3 install mypy

使用mypy进行静态类型检查 mypy 执行 python 文件

二、使用

1、基本使用

from typing import List, Set, Dict, Tuple #对于简单的 Python 内置类型，只需使用类型的名称 x1: int = 1 x2: float = 1.0 x3: bool = True x4: str = "test" x5: bytes = b"test" # 对于 collections ，类型名称用大写字母表示，并且 # collections 内类型的名称在方括号中 x6: List[int] = [1] x7: Set[int] = {6, 7} #对于映射，需要键和值的类型 x8: Dict[str, float] = {'field': 2.0} #对于固定大小的元祖，指定所有元素的类型 x9: Tuple[int, str, float] = (3, "yes", 7.5) #对于可变大小的元祖，使用一种类型和省略号 x10: Tuple[int, ...] = (1, 2, 3) '''在终端执行检查 (venv) D:\python>mypy .\01.py Success: no issues found in 1 source file '''

2、函数参数返回值添加类型标注

1. 指定多个参数的方式

''' 定义一个函数   参数 num int类型 返回值 字符串类型 使用mypy检测 ''' def num_fun(num: int) -> str: return str(num) num_fun(100) print(num_fun(100)) # 指定多个参数的方式 def plus(num1: int, num2: int) -> int: return num1 + num2 # 在类型注释后为参数添加默认值,默认值需要添加在末尾 ''' 声明函数参数时，所有带有默认值的参数必须放在非默认参数的后面。 这是因为 Python 解释器需要确定参数传递的顺序， 如果默认参数放在非默认参数前面，解释器就无法确定哪个参数是哪个 ''' def func1(num1: int, my_float: float = 3.5)-> float: return num1 + my_float print(func1(10,20)) f = func1 print(f(10))

2. Callable

Callable 是一个抽象类，用于描述可调用对象的基本行为，例如函数、方法和类。当你声明一个函数变量并将其分配给一个变量时，这个变量只是一个普通的 Python 对象，并不是一个可调用对象，因此它没有默认值

带有默认值的参数可以放在任何位置，但是在声明函数参数时，所有带有默认值的参数必须放在非默认参数的后面。这是因为 Python 解释器需要确定参数传递的顺序，如果默认参数放在非默认参数前面，解释器就无法确定哪个参数是哪个。

from typing import  Callable #定义变量  指向一个函数 def func2(num1:int, my_float=3.5) -> str: return f'返回结果{num1 + my_float}' print(func2(10)) #Callable指向可调用（函数）值的方式 x: Callable[[int, float], str] = func2 print(x(10, 3.5)) ''' 执行结果 返回结果13.5 返回结果13.5 '''

3. Iterator

#定义函数，产生整数的生成器，每次返回一个 from typing import Iterator # 产生整数的生成器函数安全地返回只是一个 整数迭代器的函数 #，因此这就是我们对其进行注释的方式 def g(n: int) -> Iterator[int]: i = 0 while i  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 '''

3、混合类型检查改进

1.联合运算符

联合运算符使用 " | " 线来替代了旧版本中Union[] 方法，使得程序更简洁

#新版本 def get_name(user: str | dict) -> str: if isinstance(user, str): return user elif isinstance(user, dict): return user.get('name', '') print(get_name({'name':'Bob'})) print(get_name("Alice"))

在这个例子中，函数get_name接受一个参数user，它可以是一个字符串或一个字典。如果user是一个字符串，函数会直接返回这个字符串；如果user是一个字典，函数会尝试从字典中获取name字段的值，并返回它。

在这个例子中，我们使用联合运算符将str和dict类型组合起来，表示user可以是这两种类型之一。

#旧版本，Union方法来实现相同的功能 from typing import Union def get_name2(user: Union[str, dict]) -> str: if isinstance(user, str): return user elif isinstance(user, dict): return user.get('name', '') print(get_name2({'name':'Bob'})) print(get_name2("Alice")) '''执行结果 Bob Alice '''

4、类型别名更改

#旧版本 oldname = str def oldFunc(param:oldname) -> oldname: return param + param oldFunc('oldFunc:花非人陌') #新版本，从3.10后开始支持 from typing import TypeAlias newstr :TypeAlias = str    #定义类型别名 newint :TypeAlias = int def func_test(num:newint, msg:newstr)->newstr: return str(num) + msg print(func_test(100,"类型名称更改"))

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