python 3の新しい特性の詳細:関数注記(Function Annotations)とタイプ注記

文書ディレクトリ

導入

関数注記

変数注記

静的タイプチェックモジュールmypy

まとめ

参照

導入
python 3のコードを読むと、次のようなプログラムが表示されます.

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

初歩的にはpython 2と比較して,この関数は定義上3 int多くなった.最初の2つのintは入力データのタイプを表し、「->」記号の後ろのintは戻り値のタイプを表す.
pythonでは、変数タイプを強制的に明記する必要はありません.python 3のこの新しい文法は、変数のタイプを直接説明できるようですか?
関数注記

関数注記の説明

このような「関数パラメータにおける変数タイプと戻り値タイプを明らかにする」という構文はpython 3のいわゆる「関数注釈」[1]である.
注記「adding arbitrary metadata annotations to Python functions」にすぎず、追加されたこれらの「タイプ宣言」は、強制的に要求されるものではなく、追加情報です.
そして、「関数注釈」の目的は、解釈器に見せることではなく、見せることです.したがって、タイプが間違っていても、コンパイラは次のようにエラーを報告しません.

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

z = add(3.14, 1.23)

python 3を使う.0以上のバージョンでこのプログラムを実行しても、実パラメータが浮動小数点型であっても、パラメータが整数型であることは間違いありません.最終zの値は4.37である.
Python解釈器は、これらの注釈のために追加の検証を提供するものではなく、検査作業のタイプはありません.つまり、これらのタイプの注釈は加算されず、あなたのコードには何の影響もありません[2].
「関数注記」の役割は、(1)プログラマが表示しやすいこと、(2)IDEの設計者がコードチェックに使用できることだけです.

関数注記

へのアクセス方法
どのようにして関数のタイプ注釈を得るのでしょうか.実は簡単です.__annotations__を使用すればいいです.例えば、上記で定義した関数addのように、次のコードを実行します.

add.__annotations__

得られた結果は{'return': int, 'x': int, 'y': int}であった.
結果には、戻り値と各パラメータのタイプ要件が得られます.
変数注記
変数注記は、「adding syntax to Python for annotating the types of variables(including class variables and instance variables)」です.簡単に言えば、変数(クラス内の変数とインスタンス変数を含む)にタイプ注記を追加します.具体的にはpython 3を用いることに注意する.6以上のバージョンで実行:

int/str/float変数注記

a1: int # a1 int   ，    
a2: int = 123 # a2 int   ，   123
b1: str # b1 str   ，    
b2: str = 'hello'# b2 str   ，   hello
c1: float# c1 float   ，    
c1: float = 3.14# c1 float   ，   3.14

pythonの解釈器は変数の実際の「タイプチェック」を行わないことに注意してください.この注釈の役割は、読みやすいようにするためだけです(またはIDEが自分でチェックします).したがって、次のプログラムの実行は正しいので、エラーは報告されません.

a1: int 
a2: int = 123 
a1 = 3.14
a2 = 'hello'

list/tuple/dict変数注記

from typing import List, Tuple, Dict

a1: List[int] # a1   list，       int  ，    
a2: List[str] = ['1','2','3']# a2   list，       int  ，   ['1','2','3']
b1: Tuple[int] # a1   tuple，       int  ，    
b2: Tuple[float] = (1.1,2.2,3.3)# a2   tuple，       float  ，   [1.1,2.2,3.3]
c1: [Dict[str, int]] = {} # c1   dict，  key str  ，value int ，    
c2: [Dict[str, int]] = {'a':1, 'b':2, 'c':3} # c1   dict，  key str  ，value int ，   {'a':1, 'b':2, 'c':3}

同じように、注釈のタイプによって来なくても、間違いを報告することはありません.

変数注記

へのアクセス方法
プログラムに明示されているすべての注釈変数は、次のように__annotations__によってアクセスできます.

>>> __annotations__ #          

{'a1': typing.List[int], 'a2': typing.List[str], 'b1': typing.Tuple[int], 'b2': typing.Tuple[float], 'c1': [typing.Dict[str, int]], 'l': typing.List[int], 'c2': [typing.Dict[str, int]]}

静的タイプチェックモジュールmypy
解釈器が注釈タイプが一致しない場合をエラーで報告しない以上、タイプが一致しない場合をどのようにチェックしますか?
サードパーティモジュールmypyは、タイプ注記を作成することを前提として、タイプチェックを行うことができます.具体的な例は以下の通りです.

mypy

をインストール

pip install mypy

はtestを書きます.pyプログラム、以下に示す

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

z: int
z = 'hello'
z = add(3.14, 1.23)

mypy対test.pyタイプチェック

CMDでは、コマンドmypy test.pyでチェックすると、出力エラーメッセージは以下のように表示されます.

mypy test.py

test.py:5: error: Incompatible types in assignment (expression has type "str", variable has type "int")
test.py:6: error: Argument 1 to "add" has incompatible type "float"; expected "int"
test.py:6: error: Argument 2 to "add" has incompatible type "float"; expected "int"

mypyプロンプト

5行目1エラー.z変数はintタイプとして明示されているがstrの「hello」

に付与されているためである.

6行目の2つのエラーは、関数の2つの変数がintとして明示されているためですが、ここではfloatタイプの2つのデータ

が送られます.
まとめ
python3.0は関数注記を導入し、python 3.6変数注記が導入されました.後でこの文法は変わるかもしれませんが、筆者が書くときはpython 3.7上の実験で述べたように,本論文では正しい.
それらはpythonをますますC/C++のようにして、将来pythonはまた汎用型を導入しますか?これでpythonはますますJavaのようになりました...
リファレンス

[1] PEP 3107 – Function Annotations. https://www.python.org/dev/peps/pep-3107/

[2] https://zhuanlan.zhihu.com/p/37239021

[3] PEP 526 – Syntax for Variable Annotations. https://www.python.org/dev/peps/pep-0526/