Python 3 typing: аннотации и проверка типов на практике

Расширенные примеры работы с typing

Ниже приведены детальные примеры с кодом и выводом, демонстрирующие различные возможности модуля typing в действии.

1. Комбинация Union, Optional и TypeVar

from typing import Union, Optional, TypeVar

Number = Union[int, float]
T = TypeVar('T', int, float)

def add_one(value: T) -> T:
    return value + 1  # type: ignore[operator]

def safe_divide(a: Number, b: Optional[Number] = None) -> Optional[float]:
    if b is None:
        return None
    try:
        return a / b
    except ZeroDivisionError:
        return None

print(add_one(5))        # 6
print(add_one(3.2))      # 4.2
print(safe_divide(10, 3)) # 3.333...

6
4.2
3.3333333333333335

2. Callable для аннотации функций обратного вызова

from typing import Callable

def apply_twice(func: Callable[[int], int], value: int) -> int:
    return func(func(value))

def square(x: int) -> int:
    return x * x

result = apply_twice(square, 2)
print(result)  # 16 (сначала 4, потом 16)

16

3. Iterator и Generator для итераторов

from typing import Iterator, Generator

def count_up_to(n: int) -> Iterator[int]:
    i = 1
    while i <= n:
        yield i
        i += 1

for num in count_up_to(3):
    print(num)

# Генератор с возвратом значения (Generator[YieldType, SendType, ReturnType])
def range_with_sum(n: int) -> Generator[int, None, int]:
    total = 0
    for i in range(n):
        yield i
        total += i
    return total

gen = range_with_sum(4)
list(gen)  # [0, 1, 2, 3]
# Получить return нельзя через next, только через StopIteration.value

1
2
3

4. TypedDict с optional полями и total=False

from typing import TypedDict

class Book(TypedDict, total=False):
    title: str
    author: str
    year: int

book1: Book = {'title': 'Война и мир', 'author': 'Толстой'}  # OK
book2: Book = {'title': '1984'}  # OK, даже без обязательных полей
# book3: Book = {'year': 1949, 'pages': 328}  # mypy: 'pages' не объявлен

print(book1['title'])  # Война и мир

Война и мир

5. Использование Any когда тип неизвестен

from typing import Any

def log_and_return(value: Any) -> Any:
    print(f"Значение: {value}")
    return value

result = log_and_return([1, 2, 3])
# mypy не проверит, что с result можно делать что угодно, но это снижает контроль
print(result[0])  # 1

Значение: [1, 2, 3]
1

6. Self для методов, возвращающих экземпляр того же класса

from typing import Self

class Builder:
    def __init__(self, value: int = 0) -> None:
        self.value = value

    def add(self, x: int) -> Self:
        self.value += x
        return self

    def multiply(self, y: int) -> Self:
        self.value *= y
        return self

builder = Builder(5).add(3).multiply(2)
print(builder.value)  # 16

16

Примечание:

Тип Self доступен с Python 3.11. В более ранних версиях приходилось возвращать 'Builder' как строку.

7. Type для передачи класса как аргумента

from typing import Type

class Base:
    def greet(self) -> str:
        return "Привет"

class Child(Base):
    def greet(self) -> str:
        return "Привет от наследника"

def create_and_greet(cls: Type[Base]) -> str:
    instance = cls()
    return instance.greet()

print(create_and_greet(Base))   # Привет
print(create_and_greet(Child))  # Привет от наследника

Привет
Привет от наследника