Python面试题：Python中的类型提示与静态类型检查

在Python中，类型提示（Type Hinting）和静态类型检查（Static Type Checking）是为了提高代码的可读性和可维护性，并且帮助开发者在编写代码时发现潜在的错误。类型提示是在Python 3.5引入的，主要使用 typing 模块来实现，而静态类型检查则是通过工具（如 mypy）来实现的。

类型提示（Type Hinting）

类型提示允许你在函数签名中指定参数和返回值的类型。这些类型提示不会影响代码的运行，但可以提高代码的可读性，并为静态类型检查工具提供信息。

基本用法

def add(x: int, y: int) -> int:
    return x + y

def greet(name: str) -> str:
    return f"Hello, {name}!"

复杂类型

使用 typing 模块可以定义更复杂的类型提示。

• List, Tuple, Dict, Set

from typing import List, Tuple, Dict, Set

def process_items(items: List[int]) -> Tuple[int, int]:
    return (sum(items), len(items))

def get_student_scores() -> Dict[str, float]:
    return {"Alice": 85.5, "Bob": 90.0}

• Optional

from typing import Optional

def find_item(items: List[int], item: int) -> Optional[int]:
    try:
        return items.index(item)
    except ValueError:
        return None

• Union

from typing import Union

def to_str(x: Union[int, float]) -> str:
    return str(x)

• Any

from typing import Any

def process_data(data: Any) -> None:
    print(data)

• Callable

from typing import Callable

def apply_func(f: Callable[[int, int], int], x: int, y: int) -> int:
    return f(x, y)

静态类型检查（Static Type Checking）

静态类型检查工具如 mypy 可以使用类型提示来进行静态类型检查，帮助在运行前发现潜在的错误。

安装 mypy

pip install mypy

使用 mypy

你可以通过在终端中运行 mypy 命令来检查你的Python文件。

mypy your_file.py

示例

创建一个名为 example.py 的文件：

from typing import List

def add_numbers(numbers: List[int]) -> int:
    return sum(numbers)

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(add_numbers(numbers))

在终端中运行 mypy：

mypy example.py

如果一切正常，mypy 将不会输出任何内容。如果有类型错误，例如传递了一个错误的类型，它会输出相应的错误信息。

总结

类型提示和静态类型检查为Python提供了更好的开发体验和代码质量控制。类型提示增强了代码的可读性，而静态类型检查工具如 mypy 帮助开发者在编写代码时发现潜在的类型错误，减少了运行时错误的发生。