在前面我们介绍了许多种Python的内置类型，也介绍了如何自定义类型，但是我们在声明变量的时候都没有声明它的类型，只有在变量运行的时候，根据变量的赋值才能确定变量的类型。

Python因为这种特性，我们把它称为动态类型语言（或者叫弱类型语言），因为它只有在执行的时候，才能确定变量的类型。动态类型语言有很多优势，但是也有很大的弊病，就是在函数传递参数的时候，很容易把参数的类型传递错误，从而引发函数调用的异常。

相比动态类型语言，像C/C++语言、JAVA语言等，它们都是静态类型语言，或者叫强类型语言，在变量使用前，都需要声明变量的类型，并且在变量的生命周期内，变量的类型都不能变化，变量仅仅能接收同类型的赋值（相近类型的赋值需要做类型转换），如果不能类型的赋值，将会引发编译错误。

静态类型语言的好处是，在编写程序的时候就知道调用函数的参数类型，编译器、IDE都可以对参数类型进行校验，如果校验不能通过，IDE会直接提示错误。

Python作为动态类型语言不具备上面的特性，但是Python提供了类型注解与提示，可以通过与IDE的交互，让IDE给程序员做类型匹配的校验和提示，注意，这种提示仅仅是IDE的功能，并不影响Python实际的运行。IDE发现类型不匹配，并不会阻止程序执行。

为什么要做类型注解

这个问题的答案跟前面的类对变量、函数的组织等其实是相似的，项目大了，需要工程化开发，也就是很多人很长的时间，写了很多代码，相互之间需要调用函数，不可能都去读代码，需要更快捷的方式去理解，去发现调用的错误。另外，项目的时间可能也会很长，你可能就不记得以前写的函数的参数了，也不可能每次都去重新理解一边代码，编写的时候，也需要IDE帮你尽快、尽早的发现问题，而不是在调试代码的时候再去发现、再去修改。

总之，就是随着项目越来越大，代码可能堆积如山，在这种情况下，如果没有类型注解，我们很容易不记得某一个函数/方法的入参类型是什么，一旦传入了错误类型的参数，再加上python是解释性语言，只有运行时候才能发现问题， 这对大型项目来说是一个巨大的灾难（往往很难定位错误）。

类型注解的作用

自python3.5开始，PEP484为python引入了类型注解(type hints) 机制。 主要作用如下：

  • 类型检查，防止运行时出现参数和返回值类型、变量类型不符合。
  • 作为开发文档附加说明，方便使用者调用时传入和返回参数类型。
  • 该模块加入后并不会影响程序的运行，不会报正式的错误，只有提醒。pycharm目前支持typing检查，参数类型错误会黄色提示

因为类型注释的检查是IDE来完成的，所以不同的IDE有不同的方式。PyCharm完全支持类型注解。

类型注解的用法

类型注解主要是对函数/方法的参数类型的注解，也可以在变量被赋值的时候进行注解。

变量/参数的注解

在定义一个变量/参数时，直接在后面 : 类型 就可以给这个变量指定一个类型，后面可以继续写赋值语句 = xx，不写赋值语句也不会出错。

# 声明变量时使用
num: int = 1 #注明num是int类型
str1: str #注明str1是str类型
    

# 函数参数也可以使用
def foo(num: int = 1): #注明num是int类型，缺省值是1
    return num

函数/方法返回值的注解

在函数/方法的冒号之前， -> 可以指定函数/方法的返回值类型，注意，None 是一种类型提示特例

def test(num: int = 1) -> int:  # -> 可以指明函数的返回值类型
    return num


def test(num: int = 1) -> None:  # -> 可以指明函数的返回值类型
    return None

None作为返回值类型，表示函数/方法没有返回值，可以不使用return结束函数/方法。

查看函数/方法的注解

前面我们介绍过，通过自省，可以查看函数/方法的文档、名称等，Python也提供了自省变量来查看函数/方法的注解。

通过 __annotations__ 查看一个函数/方法的注解。

def foo(a: str, b: int = 2) -> None:
    pass

print(foo.__annotations__)
#{'a': <class 'str'>, 'b': <class 'int'>, 'return': None}

容器类型的注解

列表、元组等是容器类型，可以直接使用list、tuple等类型名进行注解，如：

def foo(a: list, b: tuple) -> None:
    pass

如果调用传入的参数类型错误，PyCharm会有黄色的波浪线提示：

python todo注解_参数类型

但是对于容器类型，这样的注解我们是不太满意的，我们希望IDE能帮忙判断容器的元素的类型是否匹配，实际上Python的注解也是可以的，需要在类型后面加上中括号，中括号中标注元素类型，形如“[元素类型]”就可以了。

python todo注解_python_02

注意，元素的类型只能使用中括号括起来，不能使用其他的。

另外，在PyCharm中，列表只能指定一种类型，list[int]可以匹配[1,2,3]，而元组可以指定多种类型，tuple[str]不能匹配(‘abc’,’123’)，需要列出每个元素的类型，如果跟前面的类型一样，可以使用…来代替。

python todo注解_参数类型_03

dict的元素类型注解，好像在pycharm里没有作用，可能是pycharm的bug：

python todo注解_python_04

各个类型可以进行嵌套，如：

dict[str, list[int]] = {'1': [1,2]}

类型的别名注解

Python也支持给类型取别名，因为我们知道，类型本身也是对象，就把这个对象赋值给一个变量就可以了，例如：

MyType = dict[str, list[int]]  # 给类型取命名
my: MyType = {'counts': [1, 2, 3]}

如上所示，别名也可以直接拿来进行注解。

以上就是“Python进阶（三）类型注解与提示”的全部内容，希望对你有所帮助。