26.1. 键入 — 支持类型提示 — Python 文档
26.1. 打字 — 支持类型提示
3.5 版中的新功能。
该模块支持 PEP 484 和 PEP 526 指定的类型提示。 最基本的支持包括 Any、Union、Tuple、Callable、TypeVar 和 [ X138X]通用。 有关完整规格,请参阅 PEP 484。 有关类型提示的简化介绍,请参阅 PEP 483。
下面的函数接受并返回一个字符串,注释如下:
在函数 greeting
中,参数 name
的类型应为 str,返回类型为 str。 子类型被接受为参数。
26.1.1. 类型别名
类型别名是通过将类型分配给别名来定义的。 在本例中,Vector
和 List[float]
将被视为可互换的同义词:
类型别名对于简化复杂的类型签名很有用。 例如:
请注意,作为类型提示的 None
是一种特殊情况,并由 type(None)
替换。
26.1.2. 新类型
使用 NewType() 辅助函数创建不同的类型:
静态类型检查器会将新类型视为原始类型的子类。 这有助于捕获逻辑错误:
您仍然可以对 UserId
类型的变量执行所有 int
操作,但结果将始终为 int
类型。 这使您可以在可能需要 int
的任何地方传入 UserId
,但会防止您以无效的方式意外创建 UserId
:
请注意,这些检查仅由静态类型检查器强制执行。 在运行时,语句 Derived = NewType('Derived', Base)
将使 Derived
成为立即返回您传递给它的任何参数的函数。 这意味着表达式 Derived(some_value)
不会创建新类或引入任何超出常规函数调用的开销。
更准确地说,表达式 some_value is Derived(some_value)
在运行时始终为真。
这也意味着无法创建 Derived
的子类型,因为它是运行时的标识函数,而不是实际类型:
但是,可以基于“派生”NewType
创建 NewType():
ProUserId
的类型检查将按预期工作。
有关更多详细信息,请参阅 PEP 484。
笔记
回想一下,类型别名的使用将两种类型声明为彼此 等价 。 执行 Alias = Original
将使静态类型检查器在所有情况下将 Alias
视为 与 Original
完全等效的 。 当您想要简化复杂的类型签名时,这很有用。
相反, NewType
将一种类型声明为另一种类型的 子类型 。 执行 Derived = NewType('Derived', Original)
将使静态类型检查器将 Derived
视为 Original
的 子类 ,这意味着 Original
类型的值不能用于需要 Derived
类型值的地方。 当您希望以最小的运行成本防止逻辑错误时,这很有用。
版本 3.5.2 中的新功能。
26.1.3. 可调用
需要特定签名的回调函数的框架可能会使用 Callable[[Arg1Type, Arg2Type], ReturnType]
进行类型提示。
例如:
通过用文字省略号替换类型提示中的参数列表,可以在不指定调用签名的情况下声明可调用的返回类型:Callable[..., ReturnType]
。
26.1.5. 用户定义的泛型类型
用户定义的类可以定义为泛型类。
Generic[T]
作为基类定义了类 LoggedVar
采用单个类型参数 T
。 这也使 T
作为类体内的类型有效。
Generic 基类使用定义 __getitem__()
的元类,以便 LoggedVar[t]
作为类型有效:
泛型类型可以有任意数量的类型变量,并且类型变量可能受到约束:
Generic 的每个类型变量参数必须是不同的。 因此这是无效的:
您可以将多重继承与 Generic 一起使用:
从泛型类继承时,可以修复一些类型变量:
在这种情况下,MyDict
有一个参数,T
。
使用不指定类型参数的泛型类假定每个位置为 Any。 在以下示例中,MyIterable
不是通用的,而是隐式继承自 Iterable[Any]
:
还支持用户定义的通用类型别名。 例子:
Generic 使用的元类是 abc.ABCMeta 的子类。 泛型类可以通过包含抽象方法或属性成为 ABC,泛型类也可以将 ABC 作为基类,而不会发生元类冲突。 不支持通用元类。 参数化泛型的结果会被缓存,并且typing 模块中的大多数类型都是可散列的并且可以比较相等。
26.1.6. 这任何类型
一种特殊的类型是 Any。 静态类型检查器会将每种类型视为与 Any 兼容,将 Any 视为与每种类型兼容。
这意味着可以对 Any 上的类型值执行任何操作或方法调用并将其分配给任何变量:
请注意,将 Any 类型的值分配给更精确的类型时,不会执行类型检查。 例如,静态类型检查器在将 a
分配给 s
时没有报告错误,即使 s
被声明为类型 str 并接收运行时的 int 值!
此外,所有没有返回类型或参数类型的函数将隐式默认使用 Any:
当您需要混合动态和静态类型代码时,此行为允许将 Any 用作 逃生舱口 。
将 Any 的行为与 object 的行为进行对比。 类似于 Any,每个类型都是 object 的子类型。 然而,与 Any 不同的是,反过来就不成立了:object 是 not 所有其他类型的子类型。
这意味着当值的类型是 object 时,类型检查器将拒绝对其进行几乎所有操作,并将其分配给更特殊类型的变量(或将其用作返回值)是一个类型错误。 例如:
使用 object 指示值可以是类型安全的任何类型。 使用 Any 表示一个值是动态类型的。
26.1.7. 类、函数和装饰器
该模块定义了以下类、函数和装饰器:
- class typing.TypeVar
类型变量。
用法:
类型变量的存在主要是为了静态类型检查器的好处。 它们用作泛型类型以及泛型函数定义的参数。 有关泛型类型的更多信息,请参阅类 Generic。 通用函数的工作方式如下:
后一个例子的签名本质上是
(str, str) -> str
和(bytes, bytes) -> bytes
的重载。 还要注意,如果参数是 str 的某个子类的实例,返回类型仍然是普通的 str。在运行时,
isinstance(x, T)
将引发 TypeError。 通常, isinstance() 和 issubclass() 不应与类型一起使用。类型变量可以通过传递
covariant=True
或contravariant=True
来标记协变或逆变。 有关更多详细信息,请参阅 PEP 484。 默认情况下,类型变量是不变的。 或者,类型变量可以使用bound=<type>
指定上限。 这意味着替换(显式或隐式)类型变量的实际类型必须是边界类型的子类,请参阅 PEP 484。
- class typing.Generic
泛型类型的抽象基类。
泛型类型通常通过从具有一个或多个类型变量的此类的实例化继承来声明。 例如,通用映射类型可能定义为:
然后可以按如下方式使用此类:
- class typing.Type(Generic[CT_co])
用
C
注释的变量可以接受类型为C
的值。 相比之下,用Type[C]
注释的变量可以接受类本身的值——具体来说,它将接受C
的 类对象 。 例如:注意
Type[C]
是协变的:Type[C]
是协变的这一事实意味着C
的所有子类应该实现与C
相同的构造函数签名和类方法签名。 类型检查器应该标记违反这一点,但也应该允许子类中的构造函数调用与指定基类中的构造函数调用相匹配。 在 PEP 484 的未来修订版中,类型检查器如何处理这种特殊情况可能会发生变化。Type 的唯一合法参数是类、Any、 类型变量 和任何这些类型的联合。 例如:
Type[Any]
相当于Type
,后者又相当于type
,这是 Python 元类层次结构的根。版本 3.5.2 中的新功能。
- class typing.Iterable(Generic[T_co])
- collections.abc.Iterable 的通用版本。
- class typing.Iterator(Iterable[T_co])
- collections.abc.Iterator 的通用版本。
- class typing.Reversible(Iterable[T_co])
- collections.abc.Reversible 的通用版本。
- class typing.SupportsInt
- 带有一个抽象方法
__int__
的 ABC。
- class typing.SupportsFloat
- 带有一个抽象方法
__float__
的 ABC。
- class typing.SupportsComplex
- 带有一个抽象方法
__complex__
的 ABC。
- class typing.SupportsBytes
- 带有一个抽象方法
__bytes__
的 ABC。
- class typing.SupportsAbs
- 带有一个抽象方法
__abs__
的 ABC,它的返回类型是协变的。
- class typing.SupportsRound
- 带有一个抽象方法
__round__
的 ABC,它的返回类型是协变的。
- class typing.Container(Generic[T_co])
- collections.abc.Container 的通用版本。
- class typing.Hashable
- collections.abc.Hashable 的别名
- class typing.Sized
- collections.abc.Sized 的别名
- class typing.Collection(Sized, Iterable[T_co], Container[T_co])
collections.abc.Collection 的通用版本
3.6 版中的新功能。
- class typing.AbstractSet(Sized, Collection[T_co])
- collections.abc.Set 的通用版本。
- class typing.MutableSet(AbstractSet[T])
- collections.abc.MutableSet 的通用版本。
- class typing.Mapping(Sized, Collection[KT], Generic[VT_co])
- collections.abc.Mapping 的通用版本。
- class typing.MutableMapping(Mapping[KT, VT])
- collections.abc.MutableMapping 的通用版本。
- class typing.Sequence(Reversible[T_co], Collection[T_co])
- collections.abc.Sequence 的通用版本。
- class typing.MutableSequence(Sequence[T])
- collections.abc.MutableSequence 的通用版本。
- class typing.ByteString(Sequence[int])
collections.abc.ByteString 的通用版本。
此类型表示类型 bytes、bytearray 和 memoryview。
作为这种类型的简写,bytes 可用于注释上述任何类型的参数。
- class typing.Deque(deque, MutableSequence[T])
collections.deque 的通用版本。
版本 3.6.1 中的新功能。
- class typing.List(list, MutableSequence[T])
list 的通用版本。 用于注释返回类型。 要注释参数,最好使用抽象集合类型,例如 Mapping、Sequence 或 AbstractSet。
这种类型可以如下使用:
- class typing.Set(set, MutableSet[T])
- builtins.set 的通用版本。
- class typing.FrozenSet(frozenset, AbstractSet[T_co])
- builtins.frozenset 的通用版本。
- class typing.MappingView(Sized, Iterable[T_co])
- collections.abc.MappingView 的通用版本。
- class typing.KeysView(MappingView[KT_co], AbstractSet[KT_co])
- collections.abc.KeysView 的通用版本。
- class typing.ItemsView(MappingView, Generic[KT_co, VT_co])
- collections.abc.ItemsView 的通用版本。
- class typing.ValuesView(MappingView[VT_co])
- collections.abc.ValuesView 的通用版本。
- class typing.Awaitable(Generic[T_co])
- collections.abc.Awaitable 的通用版本。
- class typing.Coroutine(Awaitable[V_co], Generic[T_co T_contra, V_co])
collections.abc.Coroutine 的通用版本。 类型变量的方差和顺序对应于Generator,例如:
- class typing.AsyncIterable(Generic[T_co])
- collections.abc.AsyncIterable 的通用版本。
- class typing.AsyncIterator(AsyncIterable[T_co])
- collections.abc.AsyncIterator 的通用版本。
- class typing.ContextManager(Generic[T_co])
contextlib.AbstractContextManager 的通用版本。
3.6 版中的新功能。
- class typing.AsyncContextManager(Generic[T_co])
具有异步抽象
__aenter__()
和__aexit__()
方法的 ABC。3.6 版中的新功能。
- class typing.Dict(dict, MutableMapping[KT, VT])
dict 的通用版本。 该类型的用法如下:
- class typing.DefaultDict(collections.defaultdict, MutableMapping[KT, VT])
collections.defaultdict 的通用版本。
版本 3.5.2 中的新功能。
- class typing.Counter(collections.Counter, Dict[T, int])
collections.Counter 的通用版本。
版本 3.6.1 中的新功能。
- class typing.ChainMap(collections.ChainMap, MutableMapping[KT, VT])
collections.ChainMap 的通用版本。
版本 3.6.1 中的新功能。
- class typing.Generator(Iterator[T_co], Generic[T_co, T_contra, V_co])
生成器可以通过泛型类型
Generator[YieldType, SendType, ReturnType]
进行注释。 例如:请注意,与类型模块中的许多其他泛型不同,Generator 的
SendType
的行为是逆变的,而不是协变或不变的。如果您的生成器只会产生值,请将
SendType
和ReturnType
设置为None
:或者,将您的生成器注释为具有
Iterable[YieldType]
或Iterator[YieldType]
的返回类型:
- class typing.AsyncGenerator(AsyncIterator[T_co], Generic[T_co, T_contra])
异步生成器可以通过通用类型
AsyncGenerator[YieldType, SendType]
进行注释。 例如:与普通生成器不同,异步生成器不能返回值,因此没有
ReturnType
类型参数。 与 Generator 一样,SendType
的行为也是逆变的。如果您的生成器只会产生值,请将
SendType
设置为None
:或者,将您的生成器注释为具有
AsyncIterable[YieldType]
或AsyncIterator[YieldType]
的返回类型:3.5.4 版中的新功能。
- class typing.Text
Text
是str
的别名。 提供它是为了为 Python 2 代码提供向前兼容的路径:在 Python 2 中,Text
是unicode
的别名。使用
Text
指示值必须以与 Python 2 和 Python 3 兼容的方式包含 unicode 字符串:版本 3.5.2 中的新功能。
- class typing.IO
class typing.TextIO
class typing.BinaryIO
- 泛型类型
IO[AnyStr]
及其子类TextIO(IO[str])
和BinaryIO(IO[bytes])
表示 I/O 流的类型,例如由 open() 返回。
- class typing.Pattern
class typing.Match
- 这些类型别名对应于 re.compile() 和 re.match() 的返回类型。 这些类型(和相应的函数)在
AnyStr
中是通用的,可以通过写Pattern[str]
、Pattern[bytes]
、Match[str]
或 [ X147X]。
- class typing.NamedTuple
namedtuple 的类型化版本。
用法:
这相当于:
要给一个字段一个默认值,你可以在类体中分配给它:
具有默认值的字段必须在任何没有默认值的字段之后。
生成的类有两个额外的属性:
_field_types
,给出一个将字段名称映射到类型的字典,以及_field_defaults
,一个将字段名称映射到默认值的字典。 (字段名称在_fields
属性中,它是 namedtuple API 的一部分。)NamedTuple
子类也可以有文档字符串和方法:向后兼容用法:
3.6 版更改: 添加了对 PEP 526 变量注释语法的支持。
3.6.1 版更改: 添加了对默认值、方法和文档字符串的支持。
- typing.NewType(typ)
用于向类型检查器指示不同类型的辅助函数,请参阅 NewType。 在运行时,它返回一个返回其参数的函数。 用法:
版本 3.5.2 中的新功能。
- typing.cast(typ, val)
将值转换为类型。
这将返回不变的值。 对于类型检查器,这表明返回值具有指定的类型,但在运行时我们故意不检查任何东西(我们希望这尽可能快)。
- typing.get_type_hints(obj[, globals[, locals]])
返回一个包含函数、方法、模块或类对象的类型提示的字典。
这通常与
obj.__annotations__
相同。 此外,编码为字符串文字的前向引用是通过在globals
和locals
命名空间中评估它们来处理的。 如有必要,如果设置了等于None
的默认值,则为函数和方法注释添加Optional[t]
。 对于类C
,返回一个字典,该字典是通过将所有__annotations__
沿C.__mro__
以相反顺序合并而成的。
- @typing.overload
@overload
装饰器允许描述支持多种不同参数类型组合的函数和方法。 一系列@overload
修饰的定义必须紧跟一个非@overload
修饰的定义(对于相同的函数/方法)。@overload
修饰的定义仅对类型检查器有益,因为它们将被非@overload
修饰的定义覆盖,而后者在运行时使用但应忽略通过类型检查器。 在运行时,直接调用@overload
修饰的函数会引发NotImplementedError
。 提供比使用联合或类型变量表示的类型更精确的重载示例:有关详细信息以及与其他类型语义的比较,请参阅 PEP 484。
- @typing.no_type_check
装饰器来指示注释不是类型提示。
这用作类或函数 装饰器 。 对于一个类,它递归地应用于该类中定义的所有方法(但不适用于其超类或子类中定义的方法)。
这会改变适当的功能。
- @typing.no_type_check_decorator
装饰器给另一个装饰器 no_type_check() 效果。
这用将装饰函数包装在 no_type_check() 中的东西包装了装饰器。
- typing.Any
- 表示无约束类型的特殊类型。
- typing.NoReturn
指示函数永不返回的特殊类型。 例如:
3.6.5 版中的新功能。
- typing.Union
联合类型;
Union[X, Y]
表示 X 或 Y。要定义联合,请使用例如
Union[int, str]
。 细节:参数必须是类型,并且必须至少有一个。
工会的工会被扁平化,例如:
单个参数的联合消失,例如:
跳过冗余参数,例如:
比较联合时,将忽略参数顺序,例如:
当一个类及其子类存在时,后者将被跳过,例如:
您不能子类化或实例化联合。
你不能写
Union[X][Y]
。您可以使用
Optional[X]
作为Union[X, None]
的简写。
- typing.Optional
可选类型。
Optional[X]
相当于Union[X, None]
。请注意,这与可选参数不同,后者具有默认值。 具有默认值的可选参数不需要
Optional
在其类型注释上的限定符,因为它是可选的。 例如:另一方面,如果允许
None
的显式值,则使用Optional
是合适的,无论参数是否可选。 例如:
- typing.Tuple
元组类型;
Tuple[X, Y]
是两个元素的元组类型,第一个元素是 X 类型,第二个元素是 Y 类型。示例:
Tuple[T1, T2]
是对应于类型变量 T1 和 T2 的两个元素的元组。Tuple[int, float, str]
是一个 int、一个浮点数和一个字符串的元组。要指定同构类型的可变长度元组,请使用文字省略号,例如
Tuple[int, ...]
。 一个普通的 Tuple 等价于Tuple[Any, ...]
,反过来又相当于 tuple。
- typing.Callable
可调用类型;
Callable[[int], str]
是 (int) -> str 的函数。订阅语法必须始终与两个值一起使用:参数列表和返回类型。 参数列表必须是类型列表或省略号; 返回类型必须是单一类型。
没有指示可选参数或关键字参数的语法; 此类函数类型很少用作回调类型。
Callable[..., ReturnType]
(字面省略号)可用于键入hint a callable 接受任意数量的参数并返回ReturnType
。 一个普通的 Callable 等价于Callable[..., Any]
,进而相当于 collections.abc.Callable。
- typing.ClassVar
用于标记类变量的特殊类型构造。
正如在 PEP 526 中所介绍的,ClassVar 中包装的变量注释表示给定的属性旨在用作类变量,不应在该类的实例上设置。 用法:
ClassVar 只接受类型,不能进一步订阅。
ClassVar 本身不是类,不应与 isinstance() 或 issubclass() 一起使用。 ClassVar 不会改变 Python 运行时的行为,但它可以被第三方类型检查器使用。 例如,类型检查器可能会将以下代码标记为错误:
3.5.3 版中的新功能。
- typing.AnyStr
AnyStr
是定义为AnyStr = TypeVar('AnyStr', str, bytes)
的类型变量。它旨在用于可以接受任何类型的字符串而不允许混合不同类型的字符串的函数。 例如:
- typing.TYPE_CHECKING
第 3 方静态类型检查器假定为
True
的特殊常量。 运行时为False
。 用法:请注意,第一个类型注释必须用引号括起来,使其成为“前向引用”,以从解释器运行时隐藏
expensive_mod
引用。 不评估局部变量的类型注释,因此不需要用引号将第二个注释括起来。版本 3.5.2 中的新功能。