Python typing模块

typing模块提供类型注解的高级工具，增强代码可读性和类型安全。

基本泛型类型

from typing import List, Dict, Tuple, Set

# 列表类型
names: List[str] = ['Alice', 'Bob']
numbers: List[int] = [1, 2, 3]

# 字典类型
scores: Dict[str, int] = {'Alice': 90, 'Bob': 85}

# 元组类型
point: Tuple[int, int] = (10, 20)
record: Tuple[str, int, float] = ('Alice', 25, 90.5)

# 集合类型
unique_nums: Set[int] = {1, 2, 3}

Optional 可选类型

from typing import Optional

# Optional[T] 表示 T 或 None
def find_user(id: int) -> Optional[str]:
    if id > 0:
        return 'Alice'
    return None

result: Optional[str] = find_user(1)

Union 联合类型

from typing import Union

# Union[T1, T2] 表示多种类型之一
def process(value: Union[int, str]) -> str:
    return str(value)

# Python 3.10+ 可用 | 语法
def process_new(value: int | str) -> str:
    return str(value)

Callable 函数类型

from typing import Callable

# Callable[[参数类型], 返回类型]
def apply(func: Callable[[int], int], value: int) -> int:
    return func(value)

def square(x: int) -> int:
    return x ** 2

result = apply(square, 5)

Any 任意类型

from typing import Any

# Any 表示任意类型
def process(value: Any) -> Any:
    return value

# 使用时建议限制范围
def process_any(value: Any) -> str:
    return str(value)

TypeVar 类型变量

from typing import TypeVar, Generic

T = TypeVar('T')

# 泛型函数
def first(items: List[T]) -> T:
    return items[0]

# 泛型类
class Container(Generic[T]):
    def __init__(self, value: T):
        self.value = value

    def get(self) -> T:
        return self.value

c: Container[int] = Container(10)

Protocol 协议

from typing import Protocol

class SupportsRead(Protocol):
    def read(self) -> str:
        ...

def process(reader: SupportsRead) -> str:
    return reader.read()

class FileReader:
    def read(self) -> str:
        return "file content"

# FileReader 实现了 SupportsRead 协议
process(FileReader())

Literal 字面量类型

from typing import Literal

# Literal 表示具体的值
def set_mode(mode: Literal['read', 'write', 'append']) -> None:
    print(f"Mode: {mode}")

set_mode('read')  # OK
set_mode('delete')  # 类型检查报错

Final 常量标注

from typing import Final

# Final 表示不应修改的值
MAX_SIZE: Final[int] = 100

class Config:
    VERSION: Final[str] = '1.0'

TypedDict 字典类型

from typing import TypedDict

class Person(TypedDict):
    name: str
    age: int
    active: bool

# 字典必须包含指定键
person: Person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'active': True}

类型别名

from typing import TypeAlias

# 创建类型别名
Vector: TypeAlias = List[float]
Matrix: TypeAlias = List[Vector]

def normalize(v: Vector) -> Vector:
    return v

v: Vector = [1.0, 2.0, 3.0]

常用类型汇总

要点总结

• typing模块提供泛型类型用于复杂类型注解
• List[T]、Dict[K, V]、Tuple[T, ...] 常用泛型
• Optional[T] 表示值可能为 None
• Union[T1, T2] 表示多种类型之一
• Callable[[Args], Ret] 注解函数类型
• TypeVar 创建类型变量支持泛型
• Protocol 定义结构化类型
• TypedDict 精确注解字典键值类型
• Python 3.10+ 可用 | 语法替代 Union