title: 记住变量类型的三种方式
date: 2017-06-11 15:25:03
tags: ['Python']
category: ['Python']
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Python作为一门动态语言，其变量的类型可以自由变化。这个特性提高了代码的开发效率，却也增加了阅读代码和维护代码的难度。
假设有一个变量is_request_finished，从名字上来看，这个变量的值应该为True或者False，在写代码的时候，最初也确实是这样定义的。但是可能由于某些原因，在某一次赋值的时候，is_request_finished = 'True'。此时，如果代码的单元测试不够完善，那么if is_request_finished在 is_request_finished = True 和 is_request_finished = 'True'的时候都成立，问题被隐藏了。但是当is_request_finished = 'False'的时候，由于'False'作为一个非空字符串，就会使得 if is_request_finished 依然成立，从而使程序的行为发现异常。
单个变量的类型异常也许还容易发现，但是如果变量是放在字典或者列表里面，那就比较麻烦了。假设需要保存一段个人信息，于是创建了下面这样一个列表套字典的数据结构：
person_list = [{
'name': 'kingname',
'age': 23,
'sex': 'male'
'detail': {
'address': 'xxx',
'work': 'engineer',
'salary': 100000
}
},
{
'name': 'xiaoming',
'age': 65,
'sex': 'male'
'detail': {
'address': 'yyy',
'work': 'pm',
'salary': 0.5
}
}]
这种方式开发起来非常的快速而方便，但是其他人甚至是开发者自己在一段时间以后读代码，都会有一种想抽死自己的冲动。因为根本不知道这个变量里面保存的是什么东西。
针对以上问题，常见的解决办法有三种。
Type Hints 与 Variable Annotations
在PEP 484中，引入了Type Hints，在PEP 526中引入了Variable Annotations。它使得Python 3.6及以后的Python 代码拥有了“声明”变量类型的能力。这里的“声明”之所以会打引号，是因为这个声明是给IDE和人看的。这个声明对 Python 的解释器无效。
Type Hints
PyCharm现在已经可以比较好地支持Type Hints了。例如下面这一段代码：
def upload(url):
print(f'now upload a file to {url}')
return True
模拟一段上传文件的函数，上传成功以后返回True。接收一个参数url。在正常情况下，这个url应该是一个字符串。于是，使用Type Hints，代码可以变为：
def upload(url: str) -> bool:
print(f'now upload a file to {url}')
return True
如果直接运行，其运行效果如下图所示：
现在假设传递一个不是字符串的变量给upload函数，此时PyCharm就会提示类型有问题，如下图所示：
但提示归提示，强行运行也是没有问题的。这就说明Type Hints主要是给IDE和人用的，解释器并不会关心类型正不正确。
如果修改这个函数的返回值，让它不返回True 或者False，PyCharm 也会发出警告：
Type Hints的官方文档，可以参阅：typing — Support for type hints
Variable Annotations
对于Variable Annotations，如下图所示，虽然目前PyCharm还不能很好地提示变量类型不对，但是人在读代码的时候，还是会起到一定的帮助。
除了这种写法外，Variable Annotations还支持把类型写在注释中，如下图所示：
虽然PyCharm不能起到很好的提示作用，但是可以使用一个第三方库mypy来对代码做静态检查，其运行效果如下图所示，可以发现赋值的类型与声明的类型不一致(expression has type "str", variable has type "bool", 表达式的类型为“str”，变量的类型是“bool”)。
关于Variable Annotations的更多用法，可以参阅：Syntax for Variable Annotations
关于Mypy，可以参阅它的官方文档：Mypy documentation
docstring
在docstring来标注变量的类型，如下图所示：
这种写法可以用来提示一个函数，或者一个类它里面的各个变量的情况。但是详细程度需要看开发者有没有耐心把这个注释写清楚。
Bean
这种方法来自与Java Bean的思想，它主要用来解决列表套字典，字典套字典，字典套列表，列表套列表这种深层的嵌套关系。关于这个方法，请参阅另一篇文章：可爱的豆子——使用Beans思想让Python代码更易维护