Python的类型系统

编者按：Feedly联合创始人、大数据与机器学习主管Kireet Reddy分享了对Python类型提示的看法。

升级到Python 3.6后，突然发现Python通过typing模块加入了类型提示。我得承认，我并不非常熟悉python社区，但是我觉得这样一种语言特性应该会引起不小的反响。

不管怎么说，我对这个新特性非常满意。在我职业生涯的大部分时间里，我在Java这个静态类型的世界中工作，python的类型提示多少提供了一些我很怀念的必需结构。

Python的类型系统

Python是一个动态类型语言，所谓的“鸭子类型”。使用Python编程时，动态类型大概是一把至为锋利的双刃剑。

基本上这意味着，Python并不会在编译步骤预先检查所有使用的类型是合法的，Python程序将继续愉快地运行下去，直到运行不下去为止，这时它会抛出一个TypeError。例如，下面这段Java代码编译不过：

publicstaticint add(int a, int b) { return a+b;}

...

add(1, "1");

Java编译器会立即抱怨传入了一个不兼容的类型。然而，你最喜欢的python IDE一点也不会抱怨这段等价的Python代码：

def add(a,b):

return a+b

...

add(1,"1")

你需要运行代码，才能碰到报错（整型和字符串无法相加）。

这真是糟糕。但是看看这个：

>>> add(‘hello’, ‘world’)

‘helloworld’

>>> add([1,2,3], [4,5,6])

[1, 2, 3, 4, 5, 6]

好吧，看来动态类型也不完全是坏事。这同样适用于类，只要对象存在恰当的方法，python代码可以直接工作，无需使用接口：

classDog(object):

def talk(self, quietly):

return'woof'if quietly else'BARK'

classCat(object):

def talk(self, quietly):

return'purr'if quietly else'YOWL'

def speak(a, quietly):

print(a.talk(quietly))

>>> speak(Dog())

woof

>>> speak(Cat())

meow

妙！少打很多字，代码非常凝练。

问题

在python项目的起初几周这让人感觉良好。不过接下来一周你可能离开这个项目去改进以前写的另一些代码。或者你需要和一个同事一起编程。

过了一段时间你回头看代码的时候，或者同事看你的代码的时候，看到speak(x)这行会觉得x太含糊。于是决定跳转到speak的定义，结果看到了a.talk。下面就没法进一步跳转到定义追踪下去了，需要手动搜索查看哪些地方实现了talk这一方法，接着还需要查看这些方法做了什么，尝试推断出speak在talk上施加的一般契约。

解决方案

类型提示让你可以提供更多的上下文。重写上面的代码：

classDog(Animal):

def talk(self, quietly: bool) -> str:

return'woof'if quietly else'BARK'

classCat(Animal):

def talk(self, quietly: bool) -> str:

return'purr'if quietly else'YOWL'

def speak(a:Union[Dog, Cat], quietly: bool) -> None:

print(a.talk(quietly))

你可能已经注意到了，类型提示位于冒号和箭头之后。注意它传递的额外信息。现在我们一眼就能看到speak期望Dog或Cat，而布尔值标记指明是否应该小声说话（返回小写字母）。如果我们期望将来有更多说话者的类型，那么这种写法会变得累赘吗？会，但这大概意味着我们应该引入基类。

没有类型提示，基本上很难编写不言自明（self-documenting）的代码。你将不得不重度依赖极好的命名，一丝不苟的注释，还有代码的清洁程度。这其实是相当高的门槛。

一个额外的好处是，PyCharm等许多IDE支持类型提示，如果你没有传入恰当的参数，会通过下划曲线标出错误。

我强烈建议在新代码中使用类型提示，接着逐渐更新老代码。它们不仅为你节省了一些阅读代码的时间，更重要的是减轻了记住你所有的变量应该是什么类型的心智负担。

如果你想了解更多关于类型提示的内容，请查看python文档。升级到Python 3.6后我们在Feedly强调了类型提示的重要性，后来我收到了这么一条slack消息：

（译文：加入feedly前我并不知道python有类型提示。有了类型提示，阅读其他人的代码要容易太多！）

一切如你所想地工作的时候，感觉真不错。