示例函數(shù)
為了開發(fā)類型檢查器，我們需要一個簡單的函數(shù)對其進行實驗。歐幾里得算法就是一個完美的例子：
def gcd(a, b): '''Return the greatest common divisor of a and b.''' a = abs(a) b = abs(b) if a < b: a, b = b, a while b != 0: a, b = b, a % b return a
在上面的示例中，參數(shù) a 和 b 以及返回值應該是 int 類型的。預期的類型將會以函數(shù)注解的形式來表達，函數(shù)注解是 Python 3 的一個新特性。接下來，類型檢查機制將會以一個裝飾器的形式實現(xiàn)，注解版本的第一行代碼是：
def gcd(a: int, b: int) -> int:
使用“gcd.__annotations__”可以獲得一個包含注解的字典：
>>> gcd.__annotations__{'return': <class 'int'>, 'b': <class 'int'>, 'a': <class 'int'>}>>> gcd.__annotations__['a']<class 'int'>需要注意的是，返回值的注解存儲在鍵“return”下。這是有可能的，因為“return”是一個關(guān)鍵字，所以不能用作一個有效的參數(shù)名。
檢查返回值類型
返回值注解存儲在字典“__annotations__”中的“return”鍵下。我們將使用這個值來檢查返回值（假設(shè)注解存在）。我們將參數(shù)傳遞給原始函數(shù)，如果存在注解，我們將通過注解中的值來驗證其類型：
def typecheck(f): def wrapper(*args, **kwargs): result = f(*args, **kwargs) return_type = f.__annotations__.get('return', None) if return_type and not isinstance(result, return_type): raise RuntimeError("{} should return {}".format(f.__name__, return_type.__name__)) return result return wrapper我們可以用“a”替換函數(shù)gcd的返回值來測試上面的代碼：
Traceback (most recent call last): File "typechecker.py", line 9, in <module> gcd(1, 2) File "typechecker.py", line 5, in wrapper raise RuntimeError("{} should return {}".format(f.__name__, return_type.__name__))RuntimeError: gcd should return int由上面的結(jié)果可知，確實檢查了返回值的類型。
檢查參數(shù)類型
函數(shù)的參數(shù)存在于關(guān)聯(lián)代碼對象的“co_varnames”屬性中，在我們的例子中是“gcd.__code__.co_varnames”。元組包含了所有局部變量的名稱，并且該元組以參數(shù)開始，參數(shù)數(shù)量存儲在“co_nlocals”中。我們需要遍歷包括索引在內(nèi)的所有變量，并從參數(shù)“args”中獲取參數(shù)值，最后對其進行類型檢查。
得到了下面的代碼：
def typecheck(f): def wrapper(*args, **kwargs): for i, arg in enumerate(args[:f.__code__.co_nlocals]): name = f.__code__.co_varnames[i] expected_type = f.__annotations__.get(name, None) if expected_type and not isinstance(arg, expected_type): raise RuntimeError("{} should be of type {}; {} specified".format(name, expected_type.__name__, type(arg).__name__)) result = f(*args, **kwargs) return_type = f.__annotations__.get('return', None) if return_type and not isinstance(result, return_type): raise RuntimeError("{} should return {}".format(f.__name__, return_type.__name__)) return result return wrapper在上面的循環(huán)中，i是數(shù)組args中參數(shù)的以0起始的索引，arg是包含其值的字符串?？梢岳谩癴.__code__.co_varnames[i]”讀取到參數(shù)的名稱。類型檢查代碼與返回值類型檢查完全一樣（包括錯誤消息的異常）。
為了對關(guān)鍵字參數(shù)進行類型檢查，我們需要遍歷參數(shù)kwargs。此時的類型檢查幾乎與第一個循環(huán)中相同：
for name, arg in kwargs.items(): expected_type = f.__annotations__.get(name, None) if expected_type and not isinstance(arg, expected_type): raise RuntimeError("{} should be of type {}; {} specified".format(name, expected_type.__name__, type(arg).__name__))得到的裝飾器代碼如下：
def typecheck(f): def wrapper(*args, **kwargs): for i, arg in enumerate(args[:f.__code__.co_nlocals]): name = f.__code__.co_varnames[i] expected_type = f.__annotations__.get(name, None) if expected_type and not isinstance(arg, expected_type): raise RuntimeError("{} should be of type {}; {} specified".format(name, expected_type.__name__, type(arg).__name__)) for name, arg in kwargs.items(): expected_type = f.__annotations__.get(name, None) if expected_type and not isinstance(arg, expected_type): raise RuntimeError("{} should be of type {}; {} specified".format(name, expected_type.__name__, type(arg).__name__)) result = f(*args, **kwargs) return_type = f.__annotations__.get('return', None) if return_type and not isinstance(result, return_type): raise RuntimeError("{} should return {}".format(f.__name__, return_type.__name__)) return result return wrapper將類型檢查代碼寫成一個函數(shù)將會使代碼更加清晰。為了簡化代碼，我們修改錯誤信息，而當返回值是無效的類型時，將會使用到這些錯誤信息。我們也可以利用 functools 模塊中的 wraps 方法，將包裝函數(shù)的一些屬性復制到 wrapper 中（這使得 wrapper 看起來更像原來的函數(shù)）：
def typecheck(f): def do_typecheck(name, arg): expected_type = f.__annotations__.get(name, None) if expected_type and not isinstance(arg, expected_type): raise RuntimeError("{} should be of type {} instead of {}".format(name, expected_type.__name__, type(arg).__name__)) @functools.wraps(f) def wrapper(*args, **kwargs): for i, arg in enumerate(args[:f.__code__.co_nlocals]): do_typecheck(f.__code__.co_varnames[i], arg) for name, arg in kwargs.items(): do_typecheck(name, arg) result = f(*args, **kwargs) do_typecheck('return', result) return result return wrapper結(jié)論
注解是 Python 3 中的一個新元素，本文例子中的使用方法很普通，你也可以想象很多特定領(lǐng)域的應用。雖然上面的實現(xiàn)代碼并不能滿足實際產(chǎn)品要求，但它的目的本來就是用作概念驗證?？梢詫ζ溥M行以下改善：
新聞熱點
疑難解答
圖片精選
