Python泛型|极客教程

Python泛型

泛型是一种编程范式，它允许程序员在编写代码时候使用未指定的类型。在静态类型语言中，泛型允许我们定义参数化类型，可以使我们在不牺牲类型安全性的情况下编写更加通用的代码。Python是一种动态类型语言，因此它本身并不支持泛型。但是，在Python 3.7之后，引入了typing模块，使得我们可以以一种近似于泛型的方式编写动态类型Python代码。

Python的泛型

在Python的typing模块中，有几种泛型类型可以用于帮助我们定义更通用的函数和类。下面是一些常用的泛型类型：

List[T]: 表示一个元素类型为T的列表
Dict[K, V]: 表示一个键为K，值为V的字典
Tuple[T, ...]: 表示一个元组，元素类型为T，但长度不固定
Set[T]: 表示一个元素类型为T的集合
Callable[..., T]: 表示一个可调用对象，其返回类型为T

这些泛型类型可以帮助我们在编写代码时指定参数的类型，使得我们的代码更加规范和易于维护。

泛型函数

下面是一个使用泛型函数的示例：

from typing import List

def print_list(lst: List[int]) -> None:
    for item in lst:
        print(item)

ints = [1, 2, 3, 4, 5]
print_list(ints)

在上面的示例中，print_list函数接受一个参数lst，它的类型为List[int]，表示一个整数列表。在Python中，我们可以在函数参数和返回值中使用泛型类型进行类型注解，以便在代码中指定参数和返回值的类型。这样可以使代码更加清晰和易于理解。

泛型类

除了函数外，我们还可以在Python中使用泛型类。下面是一个使用泛型类的示例：

from typing import TypeVar

T = TypeVar('T')

class Stack:
    def __init__(self):
        self.items = []

    def push(self, item: T) -> None:
        self.items.append(item)

    def pop(self) -> T:
        return self.items.pop()

stack = Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
print(stack.pop())

在上面的示例中，Stack类是一个泛型类，它使用了TypeVar来声明一个未知类型T。push方法和pop方法分别接受和返回类型为T的参数。通过这种方式，我们可以在定义类时指定参数的类型，使代码更加健壮和通用。

泛型模块

除了泛型函数和泛型类外，我们还可以使用泛型模块。下面是一个使用泛型模块的示例：

from typing import Generic, TypeVar, List

T = TypeVar('T')

class Stack(Generic[T]):
    def __init__(self):
        self.items: List[T] = []

    def push(self, item: T) -> None:
        self.items.append(item)

    def pop(self) -> T:
        return self.items.pop()

stack = Stack[int]()
stack.push(1)
stack.push(2)
print(stack.pop())

在上面的示例中，Stack类继承自Generic泛型类，并使用TypeVar来声明一个未知类型T。在创建Stack对象时，我们可以通过Stack[int]()来指定类型为整数。这样我们就可以在定义类时指定参数的类型，使得代码更加灵活和通用。

总结

在Python中，虽然没有像静态类型语言那样严格的泛型支持，但是在Python 3.7之后引入的typing模块使得我们可以近似地使用泛型。通过使用泛型类型、泛型函数、泛型类和泛型模块，我们可以编写更加清晰、健壮和通用的代码。泛型可以帮助我们在编写代码时规范参数类型，减少类型错误，提高代码质量和可维护性。在实际开发中，我们可以灵活运用泛型，使得我们的代码更加优雅和可读。