Python 类型注释核心知识点：变量、函数 / 方法与 Union 类型分步解析

在 Python 中，类型注释（Type Hints）是一种可选的语法，用于指定变量、函数参数和返回值的预期类型。它有助于提高代码的可读性和可维护性，并能让静态类型检查工具（如 mypy）在运行前检测潜在的类型错误。

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一、变量的类型注释

变量的类型注释用于指定变量预期的类型，语法为：变量名: 类型 = 值（赋值可选）。

1.基本类型注释

# 字符串
name: str = "Alice"# 整数
age: int = 25# 浮点数
height: float = 1.68# 布尔值
is_active: bool = True# None类型（表示空值）
empty_value: None = None

2.容器类型注释（Python 3.9+ 推荐写法）

# 列表（元素为int类型）
numbers: list[int] = [1, 2, 3, 4]# 字典（键为str类型，值为int类型）
user_info: dict[str, int] = {"age": 25, "score": 90}# 元组（固定位置的类型，第一个为str，第二个为int）
person: tuple[str, int] = ("Bob", 30)# 集合（元素为str类型）
hobbies: set[str] = {"reading", "coding"}

3.注意点：

• 变量未赋值时也可单独写类型注释：data: list[str]
• 类型注释不影响 Python 的动态类型特性，解释器运行时会忽略注释
• 容器类型需明确标注内部元素类型（如 list[int] 而非 list）

二、函数和方法的类型注释

函数 / 方法的类型注释包括参数类型和返回值类型，语法为：

def 函数名(参数1: 类型1, 参数2: 类型2 = 默认值) -> 返回值类型:...

1. 普通函数注释

# 无返回值（返回None）
def print_message(message: str) -> None:print(message)# 有返回值
def add(a: int, b: int) -> int:return a + b# 带默认参数
def greet(name: str = "Guest") -> str:return f"Hello, {name}!"

2. 复杂参数类型

# 列表参数和列表返回值
def filter_positive(numbers: list[int]) -> list[int]:return [n for n in numbers if n > 0]# 可变参数（*args）
def sum_all(*args: float) -> float:return sum(args)# 关键字参数（**kwargs）
def print_user(** kwargs: str) -> None:for key, value in kwargs.items():print(f"{key}: {value}")

3. 类方法注释

class Calculator:# 实例方法：self无需标注类型（或标注为Self，需从typing导入）def multiply(self, a: int, b: int) -> int:return a * b# 类方法：cls标注为Type[当前类]@classmethoddef create_instance(cls: type["Calculator"]) -> "Calculator":return cls()

三、Union 类型（联合类型）

Union 用于表示变量 / 参数可以是多种类型中的一种，需从 typing 模块导入（Python 3.10+ 可简化为 | 语法）。

1. 基本用法（Python 3.9 及以下）

from typing import Union# 变量可以是int或str
id: Union[int, str] = 100  # 合法
id = "user123"  # 也合法# 函数参数可以是int或float，返回值可以是int、float或str
def format_number(n: Union[int, float]) -> Union[int, float, str]:if n < 0:return "Negative"return n

2. Python 3.10+ 简化写法（推荐）

# 用 | 替代 Union
id: int | str = 100
id = "user123"  # 合法def format_number(n: int | float) -> int | float | str:if n < 0:return "Negative"return n

3. 常见使用场景

处理可能为 None 的值（结合 Optional，而 Optional[T] 等价于 T | None）：

# 等价于 Optional[str]
username: str | None = Nonedef get_name() -> str | None:return "Alice" if some_condition else None

处理多种可能的输入类型：

def process_input(data: list[int] | tuple[int, ...] | set[int]) -> list[int]:return sorted(list(data))

总结

1. 变量注释：变量名: 类型，明确变量预期类型
2. 函数注释：def 函数(参数: 类型) -> 返回类型，标注参数和返回值类型
3. Union 类型：表示 "或" 关系，Python 3.10+ 推荐用 | 符号，用于标注多种可能的类型

通过类型注释，配合 mypy 等工具可以在开发阶段检测类型错误，尤其适合大型项目和团队协作。