Python 3.10+: 可选类型(Optional) 或 None类型

在本文中，我们将介绍Python 3.10+版本中引入的新特性：可选类型（Optional）和None类型的使用。

什么是可选类型(Optional)？

Python是一种动态类型的语言，这意味着我们不需要在定义变量时指定其类型。然而，有时候我们需要指定某个变量可以接受的值的范围或类型，并且在运行时可以从变量中推断出可能的操作或属性。在这种情况下，可选类型就显得非常有用。

可选类型是Python 3.10+版本引入的一个新的类型提示。它使用类型提示表达式“Optional[T]”来表示一个可能为空的T类型的值。该类型提示告诉我们这个变量可以是类型T的值，或者是None。

下面是一个示例，展示了可选类型的使用：

from typing import Optional

def get_full_name(first_name: str, last_name: Optional[str]) -> str:
    full_name = first_name
    if last_name:
        full_name += " " + last_name
    return full_name

print(get_full_name("John", "Doe"))  # 输出：John Doe
print(get_full_name("Jane", None))   # 输出：Jane

在这个示例中，函数get_full_name接受一个必需的参数first_name和一个可选的参数last_name。参数last_name的类型提示为Optional[str]，表示它可以是一个字符串类型的值，或者是None。函数中使用了一个简单的判断，如果last_name不是None，则将其添加到full_name中。最后，返回拼接好的全名。

None类型是什么？

在Python中，None是一个特殊的值，表示一个空的或不存在的对象。它常常被用作一个函数的返回值，表示没有返回任何内容。此外，它也可以用作一个变量的默认值。

例如，我们可以定义一个函数来检查一个字符串是否为空：

def is_empty(s: str) -> bool:
    return s is None or s == ""

print(is_empty(None))      # 输出：True
print(is_empty(""))        # 输出：True
print(is_empty("Hello"))   # 输出：False

在这个示例中，函数is_empty检查了传入的字符串s是否是None或者空字符串。如果是，就返回True，否则返回False。

可选类型和None类型的联合使用

可选类型和None类型可以很方便地一起使用。我们可以使用可选类型来明确指定一个变量可以是某种类型的值，或者是None。这样，我们可以在运行时根据变量是否为None来进行逻辑判断。

下面是一个示例，展示了可选类型和None类型的联合使用：

from typing import Optional

def divide(a: Optional[float], b: Optional[float]) -> Optional[float]:
    if a is None or b is None:
        return None
    if b == 0:
        raise ValueError("除数不能为零")
    return a / b

result = divide(10.0, 5.0)    # 输出：2.0
print(result)
result = divide(10.0, None)   # 输出：None
print(result)
result = divide(10.0, 0.0)    # 抛出异常：ValueError: 除数不能为零

在这个示例中，函数divide接受两个可选的浮点数参数a和b，返回它们的除法结果。在函数中，首先判断a和b是否为None，如果是，则直接返回None。然后判断b是否为零，如果是，则抛出一个值错误。最后，返回a和b的除法结果。

总结

Python 3.10+版本引入的可选类型和None类型为我们提供了一种更明确指定变量类型的方式，并使得代码更加健壮和可读。可选类型使用类型提示表达式Optional[T]来表示一个可能为空的T类型的值，而None表示一个空的或不存在的对象。通过将可选类型和None类型联合使用，我们可以在运行时进行逻辑判断，处理可能为空的值。这些新特性有助于编写更加健壮和可靠的Python代码。