python之typing

typing介绍

Python是一门动态语言，很多时候我们可能不清楚函数参数类型或者返回值类型，很有可能导致一些类型没有指定方法，在写完代码一段时间后回过头看代码，很可能忘记了自己写的函数需要传什么参数，返回什么类型的结果，就不得不去阅读代码的具体内容，降低了阅读的速度，typing模块可以很好的解决这个问题。

Python的typing包是从Python 3.5版本引入的标准库，它提供了类型提示和类型注解的功能，用于对代码进行静态类型检查和类型推断。typing模块中定义了多种类型和泛型，以帮助开发者代码的可读性、可维护性和可靠性。

typing的作用

typing包的主要功能如下：

类型注解：typing包提供了多种用于类型注解的工具，包括基本类型（如int、str）、容器类型（如List、Dict）、函数类型（如Callable、Tuple）、泛型（如Generic、TypeVar）等。通过类型注解，可以在函数声明、变量声明和类声明中指定参数的类型、返回值的类型等，以增加代码的可读性和可靠性。
类型检查：通过与第三方工具（如mypy）集成，可以对使用了类型注解的代码进行静态类型检查。类型检查可以帮助发现潜在的类型错误和逻辑错误，以提前捕获问题并改善代码的质量。
泛型支持：typing模块提供了对泛型的支持，使得可以编写更通用和灵活的代码。通过泛型，可以在函数和类中引入类型参数，以处理各种类型的数据。
类、函数和变量装饰器：typing模块提供了一些装饰器，如@overload、@abstractmethod、@final等，用于修饰类、函数和变量，以增加代码的可读性和可靠性。

除了typing包，还有typing_extensions模块，它是typing模块的扩展，提供了一些额外的功能和类型。typing_extensions中包括了一些高级的类型工具和类型别名，用于更复杂的类型定义和注解。

总的来说，typing包和typing_extensions模块为Python开发者提供了一套强大的类型提示工具，使得可以在代码中加入类型注解，并通过类型检查工具提供静态类型检查的功能，以提高代码的可读性和质量。

即, typing是python 3.5及以后版本的标准库，typing_extensions是typing模块的扩展包。

typing常用类型

以下是typing包中常用的类型和泛型。

注意，int, float,bool,str, bytes不需要import typing，Any,Union,Tuple等需要import typing

基本类型:

int: 整数类型
float: 浮点数类型
bool: 布尔类型
str: 字符串类型
bytes: 字节类型
Any: 任意类型
Union: 多个类型的联合类型，表示可以是其中任意一个类型
Tuple: 固定长度的元组类型
List: 列表类型
Dict: 字典类型，用于键值对的映射

泛型:

Generic: 泛型基类，用于创建泛型类或泛型函数
TypeVar: 类型变量，用于创建表示不确定类型的占位符
Callable: 可调用对象类型，用于表示函数类型
Optional: 可选类型，表示一个值可以为指定类型或None
Iterable: 可迭代对象类型
Mapping: 映射类型，用于表示键值对的映射
Sequence: 序列类型，用于表示有序集合类型
Type:泛型类，用于表示类型本身

typing使用示例

示例1

fun1里，标明了形参和返回值的类型，fun2中却没有。

from typing import List, Tuple, Dict

def fun1(a0: int, s0: str, f0: float, b0: bool) -> Tuple[List, Tuple, Dict, bool]:

    list1 = list(range(a0))

    tup1 = (a0, s0, f0, b0)

    dict1 = {s0: f0}

    b1 = b0

    return list1, tup1, dict1, b1

def fun2(a0, s0, f0, b0):

    list1 = list(range(a0))

    tup1 = (a0, s0, f0, b0)

    dict1 = {s0: f0}

    b1 = b0

    return list1, tup1, dict1, b1

print(fun1(5, "KeyName", 2.3, False))

print(help(fun1))

"""

Help on function fun1 in module __main__:

fun1(a0: int, s0: str, f0: float, b0: bool) -> Tuple[List, Tuple, Dict, bool]

"""

print(help(fun2))

"""

Help on function fun2 in module __main__:

fun2(a0, s0, f0, b0)

"""

由于fun1里有了完整的变量类型的注释，通过help查看其使用文档就很清楚知道怎么用该函数。

示例2

from typing import List

def func(a: int,b: str) -> List[int or str]:# 使用or关键字表示多种类型

    list1 = []

    list1.append(a)

    list1.append(b)

    return list1

l = func(3, "aa")

print(l) # [3, 'aa']

示例3

定义一个不确定类型的占位符T，用作函数foo的形参，但函数返回值一定是str，通过内部做str(name)转化来保证。

import typing

T=typing.TypeVar('T',int,float,str)

def foo(name:T)->str:

    return str(name)

print(foo(2.012)) # 2.012

print(foo(35)) # 35

print(foo("hahaha")) # hahaha

示例4

typing中的Type是一个泛型类，用于表示类型本身，即你是啥类型就是啥类型，有点绕，看例子吧:

from typing import Type

value: Type[int]  # value是一个Type对象，表示int类型

value: int

即value:Type[int]和value:int是等价的。

那为什么还要有这个Type类呢，我理解它为一个更为宽松的类型标注，比如下面函数:

def ir_module(mod: Type) -> IRModule:

    """The parsing method for ir module, by using `@ir_module` as decorator.

    Parameters

    ----------

    mod : Type

        The class to be parsed as ir module.

    Returns

    -------

    ir_module : IRModule

        The parsed ir module.

    """

    if not inspect.isclass(mod):

        raise TypeError(f"Expect a class, but got: {mod}")

    m = parse(mod, utils.inspect_class_capture(mod))

    setattr(m, "__name__", mod.__name__)

    return m

这个ir_module()作为一个装饰器，mod传进来是啥就是啥，但必须要是一个类型。然后在函数里，通过inspect强制检查mod必须为一个类，不然就报错。我们在使用ir_module装饰器时，一般是这样的:

import tvm

from tvm.ir.module import IRModule

from tvm.script import tir as T

@tvm.script.ir_module

class MyModule:

    pass

ir_mod = MyModule

print("done")

即给ir_module传进去的是MyModule这个类。

Type也可用于标注函数返回值类型，比如

from typing import Type, List

def get_list_type() -> Type[List[int]]:

    return list

returned_type = get_list_type()  # returned_type是一个Type对象，表示List[int]类型

在上述示例中，Type[List[int]]表示List[int]类型本身，可以用于注解函数get_list_type的返回类型，说明该函数返回的是List[int]类型的值。通过调用get_list_type()函数得到的返回值returned_type是一个Type对象，表示List[int]类型。

或标注函数参数类型:

from typing import Type

def process_type(t: Type[str]) -> None:

    print(t)

process_type(str)  # 输出: <class 'str'>

在上述示例中，Type[str]用于注解函数process_type的参数类型，说明函数接受一个类型为str的参数。通过在调用process_type函数时传入str作为参数，可以在函数内部获取到该类型的Type对象。