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类型提示（Type Hint）

类型提示的基本概念​

类型提示（Type Hint） 是 Python 从 3.5 开始引入的一种静态类型标注方法。

✅ 它本身不会影响程序的运行时行为，即 Python 解释器默认不会强制执行类型检查。

基本类型提示语法​

📌 变量的类型提示：​

name: str = "Alice"
age: int = 20
pi: float = 3.14
is_active: bool = True

📌 函数参数和返回值的提示：​

def greet(name: str) -> str:
    return "Hello, " + name

📌 没有返回值的函数 (None)​

如果函数不返回任何值（或者显式返回 None），使用 -> None:

def print_message(message: str) -> None:
    print(message)

常见基础类型​

类型含义示例
int整数类型x: int
float浮点数y: float
bool布尔值flag: bool
str字符串name: str
bytes字节串data: bytes
None空值result: None

这些基础类型在所有 Python 版本中都可以直接使用，无需导入。

容器类型与集合类型​

Python 标准库中的容器类型可以用于类型提示：

📌 列表（List）​

scores: list[int] = [90, 85, 78]
names: list[str] = ["Alice", "Bob"]
matrix: list[list[int]] = [[1, 2], [3, 4]]

📌 字典（Dict）​

指定键和值的类型：

user_ages: dict[str, int] = {
    "Alice": 20,
    "Bob": 21
}

📌 元组（Tuple）​

  • 固定长度和类型
  • 任意长度同类型（使用省略号...）
point: tuple[int, int] = (3, 4)  # 固定长度和类型
rgb: tuple[int, int, int] = (255, 128, 0)
numbers: tuple[int, ...] = (1, 2, 3, 4, 5)  # 任意数量的整数

📌 Callable — 可调用对象​

用于函数或可调用对象的类型提示。

from typing import Callable

# 第一个列表表示参数类型，最后一个类型表示返回值类型
def apply(func: Callable[[int, int], int], x: int, y: int) -> int:
    return func(x, y)

def add(a: int, b: int) -> int:
    return a + b

result = apply(add, 5, 3)  # 8

类型别名（Type Alias）​

为复杂类型定义简短的别名，适用于所有 Python 版本。

Vector = list[float]
Point = tuple[float, float]

Literal类型 — 字面量类型​

限制变量只能取特定的字面值（Python 3.8+）。

from typing import Literal

def align_text(alignment: Literal["left", "center", "right"]) -> None:
    print(f"Text aligned to {alignment}")

align_text("left")    # 正确
align_text("center")  # 正确
# align_text("top")  # 类型错误：不在允许值范围内

类型注解的作用域和转发引用​

当需要引用尚未完全定义的类型时，使用字符串形式：

# 使用引号处理循环引用
class Node:
    def __init__(self, value: int):
        self.value = value
        self.next: 'Node' = None  # 引用Node自身

# Python 3.7+的更简洁方法
from __future__ import annotations

class TreeNode:
    def __init__(self, value: int):
        self.value = value
        self.left: TreeNode = None  # 无需引号
        self.right: TreeNode = None

📚 总结​

用法Python 3.9+ 示例Python 3.5-3.8 示例需要导入
基础类型x: intx: int无
函数标注def f(x: int) -> str:def f(x: int) -> str:无
列表list[str]List[str]3.9 前需typing.List
字典dict[str, int]Dict[str, int]3.9 前需typing.Dict
元组tuple[int, str]Tuple[int, str]3.9 前需typing.Tuple
可调用对象Callable[[int], str]Callable[[int], str]所有版本需typing.Callable
字面量Literal["A", "B"]Literal["A", "B"]所有版本需typing.Literal