1. Tüübivihjete vajadus ja nende eelised
Python on dünaamiliselt tüübistatud keel ning see töötab ilma muutujate või funktsioonide tüüpe selgesõnaliselt määratlemata. Kuigi see võimaldab paindlikku kodeerimist, võib see muutuda takistuseks, kui koodibaas kasvab suuremaks või töötatakse meeskonnas, muutes teiste arendajate jaoks koodi lugemise keerulisemaks. Siin tulevadki mängu tüübivihjed.
Dünaamilise tüübistamise väljakutsed ja tüübivihjete eelised
Pythoni puhul võib olla ebaselge, millist tüüpi muutujal peaks olema. See probleem ei pruugi väikestes skriptides märgatav olla, kuid koodibaasi kasvades muutub see raskemini mõistetavaks ja võib muutuda veaparanduste allikaks. Tüübivihjete kasutamine pakub järgmisi eeliseid.
- Paranenud loetavus : Tüübivihjete abil on muutujate ja funktsioonide tüübid selged, mis teeb teiste arendajate jaoks koodi mõistmise lihtsamaks.
- Varajane veade tuvastamine : Kasutades tööriistu nagu
mypy, saad tuvastada tüübivigade enne koodi käivitamist. - Suurenenud arendustõhusus : Integreeritud redaktori automaatlõpetamise funktsioonidega aitab see sul sujuvamalt kodeerida.
2. Kuidas kirjutada põhilisi tüübivihje
Tüübivihjed on funktsioon, mis tutvustati ametlikult Pythonis 3.5 versioonis, võimaldades koodis tüüpe selgesõnaliselt määrata. See aitab arendajatel koodi käitumist selgemalt mõista.
Kuidas lisada tüübivihjeid muutujatele
Tüübivihje muutujale lisamine on lihtne. Kirjutad tüübi muutuja nime järele, nagu allpool näidatud.
x: int = 10
y: float = 3.14
name: str = "John"
Tüübivihjed funktsioonide argumentide ja tagastusväärtuste jaoks
Funktsioonides saad samuti lisada tüübivihjeid argumentidele ja tagastusväärtustele. Näiteks allolev funktsioon näitab, et argument a on tüüpi int ja tagastusväärtus on tüüpi str.
def greet(age: int) -> str:
return f"Your age is {age}"
Tüübivihjed ei mõjuta käivitusaega, kuid muudavad koodi loetavamaks ja suurendavad arendustõhusust, kasutades redaktori automaatlõpetamise võimalusi.
3. typing mooduli kasutamine
Pythoni typing moodulit kasutatakse keerukamate tüüpide esindamiseks. Siin tutvustame mitmeid sageli kasutatavaid tüüpe.
Näide List tüübi kasutamisest
Kui soovid loendi tüüpi määrata, kasuta List. Järgnevas näites on loend, mille elemendid on tüüpi int.
from typing import List
numbers: List[int] = [1, 2, 3, 4, 5]
Alates Python 3.9 versioonist võid kasutada list asemel List.
numbers: list[int] = [1, 2, 3, 4, 5]
Dict tüübi kasutamine
Võid lisada tüübivihjeid ka sõnastiku tüüpidele. Järgnevas näites on sõnastik, mille võtmed on tüüpi str ja väärtused tüüpi int.
from typing import Dict
inventory: Dict[str, int] = {"apple": 10, "banana": 5}
Union kasutamine
Kui väärtusel võib olla mitu võimalikku tüüpi, kasuta Union. Järgnevas näites näidatakse, et argument võib olla kas str või int tüüpi.
from typing import Union
def process(value: Union[int, str]) -> None:
if isinstance(value, int):
print(f"Integer: {value}")
else:
print(f"String: {value}")
Kasutades typing moodulit sellisel viisil, saad lisada paindlikumaid ja intuitiivsemaid tüübivihjeid.
4. Tä tüübivihjete kasutamise näited
Tüübivihjed toetavad ka keerukamaid andmestruktuure ja funktsioone. Siin tutvustame, kuidas käsitleda funktsioone, mis tagastavad mitu väärtust, ning kuidas luua kohandatud tüüpe.
Mitme tagastusväärtuse tüüpide määratlemine
Kui funktsioon tagastab mitu väärtust, kasuta tuple, et määrata tagastustüüp.
def get_coordinates() -> tuple[float, float]:
return 35.6895, 139.6917
See muudab tagastustüübid selgeks ja parandab koodi loetavust.
Kohandatud tüüpide defineerimine
Kasutades NewType, saad luua kohandatud tüüpe. Näiteks allolevas näites defineeritakse uus tüüp nimega UserId.
from typing import NewType
UserId = NewType('UserId', int)
def get_user(user_id: UserId) -> str:
return f"User ID is {user_id}"
Defining kohandatud tüübid selgitab koodi tähendust ja muudab selle kavatsuse lihtsamaks mõistmiseks.
5. Kuidas kasutada tüübitkontrolli tööriistu
Lisaks lihtsalt tüübi vihjete kasutamisele võimaldab staatiliste tüübitkontrolli tööriistade kasutamine kirjutada vastupidavama koodi. Levinud tööriistade hulka kuuluvad mypy ja Pylance.
mypy installimine ja kasutamine
mypy on tüübitkontrolli tööriist, mis teostab veakontrolle teie Pythoni koodis olevate tüübi vihjete põhjal. Esiteks installige see.
pip install mypy
Järgmiseks käivitage tüübitkontroll.
mypy script.py
See teavitab teid igasugustest tüübi sobimatusest või probleemidest.
Reaalajas tüübitkontroll Pylanceiga
VSCode laiendus Pylance toetab reaalajas tüübitkontrolli. Näiteks ilmnevad veateated toimetajas tüübi vihjete põhjal, võimaldades teil probleeme kohe parandada.
def add_numbers(a: int, b: int) -> str:
return a + b # An error will appear here, prompting a fix
Kuna reaalajas veakontroll on võimalik, paraneb arenduskiirus ja vead on
6. Tüübi vihjete kasutamine reaalses projektis
Tüübi vihjed on reaalses projektis äärmiselt kasulikud. Siin esitame praktilisi kasutamise näiteid projektide jaoks.
Tüübi vihjete tähtsus meeskonnaruumis
Tüübi vihjed on eriti võimsad meeskonnaruumis ja avatud lähtekoodiga projektides. Allolev koodinäide näitab funktsiooni, mis haub andmeid API-st ja töötleb neid.
from typing import Dict, Any
def fetch_data() -> Dict[str, Any]:
return {"status": 200, "data": {"user": "Alice", "age": 30}}
Andmestruktuuride selgitamine tüübi vihjete abil võimaldab teistel arendajatel koodi lihtsamini mõista.
Kinnitamine tüübi vihjete abil
Tüübi vihjed aitavad ka andmekinnitamisega. Järgmine funktsioon kontrollib, et loendi kõik elemendid oleksid stringid.
from typing import List
def validate_strings(values: List[str]) -> bool:
return all(isinstance(v, str) for v in values)
Tüübi vihjete kasutamine parandab koodi täpsust ja aitab vältida vigu.
Refaktoreerimise mugavus tüübi vihjete abil
Tüübi vihjete kasutamine on refaktoreerimisel äärmiselt kasulik. Refaktoreerimine on protsess, mille käigus parandatakse koodi ilma selle funktsionaalsust muutmata, ja kui tegemist on funktsioonidega, millel on palju argumente või tagastatavaid väärtusi või keerulisi andmestruktuure, toimivad tüübi vihjed juhina vigade vältimiseks. Näiteks vaadake järgmist koodi.
def process_data(data: dict) -> None:
# Processing
pass
See funktsioon lihtsalt saab põhjaliku sõnastiku, kuid kui andmestruktuur muutub keerulisemaks või saabuvad andmed võivad olla erinevat tüüpi, on refaktoreerimisel oht teha vale muudatusi. Tüübi vihjete abil selgete tüüpide määramisel nagu allpool näidatud, saate ohutult refaktoreerida isegi siis, kui kood muutub.
from typing import Dict, Union
def process_data(data: Dict[str, Union[str, int]]) -> None:
# Processing
pass
Selles juhul, kuna tüüp Dict[str, Union[str, int]] on määratud, tuvastab isegi refaktoreerimisel tüübitkontroller (nt mypy) vead ette, vältides ootamatuid vigu. 
7. Kokkuvõte
Pythoni tüübi vihjed on väga võimas tööriist loetavuse ja hooldatavuse parandamiseks, eriti suurtes projektides ja meeskonnaruumis. Tüübi vihjete kasutamine võimaldab vältida vigu enne nende tekkimist ja tõsta koodi kvaliteeti. Samuti staatiliste tüübitkontrolli tööriistade nagu mypy ja Pylance kasutamine võimaldab tuvastada tüübi vead varakult arendusprotsessis ja parandada neid tõhusalt.
Erilistel juhtudel on tüübi vihjed kasulikud järgmiste punktide jaoks.
- Parandatud koodi loetavus, võimaldades teistel arendajatel seda kiiresti mõista.
- Refaktoreerimist saab teha ohutult, nii et projekti edenemisel saate säilitada koodi kvaliteeti.
- Staatiliste tüübitkontrolli tööriistade kasutamine võimaldab veade varakult tuvastamist ja parandamist.
Edaspidi aktiivne tüübi vihjete integreerimine Pythoni projektides võimaldab luua vastupidavamat ja mõistetavamat koodi.
