怎样在python3.6中使用静态类型检查

动态类型是python编程中经常被抱怨的地方。这意味着你在定义一个变量时没有给定变量类型。变量的真实类型取决于变量被赋予的值。

在这个例子中, president_name 是一个string类型，因为我们使用stirng创建它的。但是python解释器直到运行了这行代码才会知道这个变量是string类型。

跟python相比，java就是一个静态类型的语言。在java中要创建一个同样的变量，你必须明确指定变量的类型。

因为java可以提前知道president_name只能存储string类型，所以当你用这个变量存储int类型 或者把这个变量传递给需要非字符串类型作为参数的函数时，java在编译期就可发现并提示错误。

为什么我要在乎类型

通常使用像python这样的动态类型语言可以更快的写出新的代码，因为你不需要手动写出每个变量的类型。但是 当你的代码量开始变得巨大的时候，你将不可避免的碰到许多运行时错误，而这种类型的错误在静态类型语言中通常可以避免。下面是在python中碰到的典型的bug

我们所做的是让用户输入他们的名字，并且打印出来。并且当用户没有输入任何字符时，我们想要打印出"Hi, UserFirstName!"作为回退选项。

当你运行这个程序，并且输入名字时，一切都很完美，但是当你不输入任何文字时，程序就会崩溃。

原因在于fallback_name不是一个字符串，它是一个字典。所以， 当使用fallback_name来调用get_frist_name时就会失败，因为它没有.split()方法。

这是一个明显并且容易修复的bug。但是， 是什么使这个bug如此难于被发现呢？是因为只有你在输入名字留空并且运行这个代码才会发现这其中隐藏的错误。你可能测试了这个代码无数次，但是你还是发现不了这个bug，因为你总是会输入名字

静态类型语言甚至在运行这行代码之前就会阻止这个错误。静态类型会告诉你，你不能把fallback_name传递到get_first_name()中，因为它期望一个string类型的参数，但是你却传递了一个Dict过去。你的编辑器甚至能在你输入的时候就提醒你这个错误。

当这样的错误出现在python中时，通常不是像这个例子这样简单。通常会隐藏在好几层代码之下。通常会因为传入的数据跟以前期待的不一样而被触发。要解决这个问题，你通常必须重现用户的输入，然后来搞清楚哪里出了问题。解决这样的bug会浪费大量的时间，而这本该轻而易举的避免的。

好消息是你可以在python中使用静态类型，如果你想要的话。从python3.6开始，终于有了完备的语法来定义类型。

解决我们的bug

让我使用类型定义来修改我们的程序，并且捕获函数的输入输出。以下是更新版本

在python3.6中，用以下形式来定义一个变量。

当你使用一个初始化值来创建一个变量时，可以像下面这样简单。

也可用以下方式来定义函数的输入输出。

这非常简单，这只是对python语法的一个小修改。现在我们定义好了类型，下面来看看我们运行代码会发生什么。

甚至都不需要运行程序，python就可以知道在16行是不正确的。你可以修复这个bug而无需等到三个月后用户输入时才发现这个问题。

假如你使用像pycharm这样的IDE，它会自动检测类型，并且提示是你哪个地方在某些时候可能运行不成功。而无需等到你执行这段代码。

就是这么简单。

更多的python3.6类型语法示例

定义一个string或者int变量很简单。但是当使用复杂数据类型，比如列表，或者字典时，会遇到一些头痛的问题。幸运的是python3.6的新语法在处理这问题时不算太坏。至少不像那些事后加入类型语法的语言。

基本模式是从typing模块中引入复杂类型的名字，并且在方括号中传入嵌套的类型。最常见的复杂类型就是Dict List 和 Tuple.可以像如下这样使用。

Tuples有一点点特别，因为它允许你为每个成员分别定义类型。

你也可以通过把复杂类型赋值给一个名字来创建一个类型别名

有时候也许你的函数有足够的弹性来处理一些不一样的类型的数据。你可以使用Union类型来定义函数，使它可以接受多种不同类型。也可以给使用Any来接受任意类型。

python3.6同样支持一些类似其他语言中的魔幻类型的东西。比如通用类型，或用户自定义类型。

运行类型检测工具

python3.6给你定义类型的语法。但是python自身没有提供与之相关的工具。要想强制做类型检测，你可以使用以下两种方法。

1：下载开源的 MYPY 类型检测工具并且作为你的单元测试或者开发流的一部分来运行。

2：使用pycharm这样的内置了类型检测的IDE。或者你有使用像ATOM这样的编辑器，那么可以下载相应的类型检测插件。

我建议你两者都用。pycharm和mypy使用不同的类型检测机制。他们之间可以互补。你可以使用pycharm作为实时类型检测，然后使用mypy作为单元测试的一部分来做最终检测。

非常棒，我需要现在开始在python代码中使用类型定义吗？

类型定义是python的一个非常新的语法，只在python3.6工作。假如你把加了类型定义的python代码给其他开发者看，他们一定觉得你疯了，并且无法相信这是合法的语法。而且mypy还在开发之中，并没有发布一个稳定版本。

所以现在把类型定义引入到你的整个项目中还为时尚早。但是，如果你开始一个新项目，并且把python3.6作为最低要求版本，也许值得尝试使用类型申明。这样可以潜在的消除很多bug。

一个优雅的方式是你可混合类型定义和未类型定义的代码。不需要孤注一掷，你可以直接在有价值的地方定义类型。而无需在所有的地方都定义类型。因为python在运行时并不会处理任何跟类型相关的事情，你不会因为类型定义而导致程序中断。

英文原文：https://qiniumedia.freelycode.com/vcdn/1/优质文章长图2/usestatictypecheck.pdf

译者：Sailor