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python的类型注解讲解

news 2025/7/12 7:19:57

一.什么是类型注解

类型注解（Type Hints）是一种在 Python 代码中为变量、函数参数和返回值添加类型信息的方式。它类似于给代码写“说明书”，告诉开发者和工具：“这个变量应该是整数，这个参数应该是字符串，这个函数应该返回布尔值”。

Python 是动态类型语言：变量可以随时改变类型，比如 x = 5 后再写 x = “hello” 是合法的。
类型注解的作用：它只是“建议”或“提示”，不会强制限制类型。它的主要目的是帮助开发者提前发现潜在问题，并通过工具（如 mypy）进行静态检查。

二.类型注解的作用

提高代码可读性
通过类型注解，开发者可以快速理解变量或函数的预期用途。
例如：def add(a: int, b: int) -> int 比未注解的函数更清晰。
静态类型检查
使用工具（如 mypy）可以在代码运行前检查类型错误。
例如：如果函数参数被注解为 int，但调用时传入了 str，工具会提前报错。
IDE 智能支持
IDE（如 PyCharm、VS Code）可以根据类型注解提供更准确的代码补全、重构建议。
团队协作
在大型项目中，类型注解能减少误解和错误，降低维护成本。

三.类型注解的语法介绍

3.1 变量类型的注解

语法
语法：变量名: 类型 = 值

name: str = "Alice"      # name 应该是字符串
age: int = 30            # age 应该是整数
is_active: bool = True   # is_active 应该是布尔值

3.2 函数参数和返回值注解

语法
语法：def 函数名(参数: 类型) -> 返回类型:

def greet(name: str) -> str:  # name 是字符串，返回值也是字符串return f"Hello, {name}!"def add(a: int, b: int) -> int:  # a 和 b 是整数，返回值也是整数return a + b

3.3 复杂类型注解

语法
需要从 typing 模块导入工具来表示更复杂的类型：

from typing import List, Dict, Tuple, Optional, Union# 列表：元素类型是 int
numbers: List[int] = [1, 2, 3]# 字典：键是 str，值是 int
user: Dict[str, int] = {"Alice": 30, "Bob": 25}# 元组：两个 float 类型
coordinates: Tuple[float, float] = (10.5, 20.7)# 可选类型（可能为 None）
email: Optional[str] = None  # 等价于 str | None（Python 3.10+）# 联合类型（可以是多种类型之一）
def print_value(value: Union[int, str]) -> None:print(value)

3.4 类属性注解

class Person:name: str  # name 是字符串age: int   # age 是整数def __init__(self, name: str, age: int):self.name = nameself.age = age

3.5 泛型注解

from typing import TypeVar, ListT = TypeVar('T')  # 定义一个泛型类型 Tdef first_element(items: List[T]) -> T:return items[0]# 使用泛型函数
numbers: List[int] = [1, 2, 3]
first_number: int = first_element(numbers)  # 返回类型是 intnames: List[str] = ["Alice", "Bob"]
first_name: str = first_element(names)  # 返回类型是 str

3.6 类型别名

from typing import List, Dict, TupleVector = List[float]         # Vector 是浮点数列表的别名
User = Dict[str, str | int]  # User 是字典的别名def scale_vector(vector: Vector, factor: float) -> Vector:return [x * factor for x in vector]