動態型別一時爽，程式碼重構火葬場？

Python之禪發表於2018-11-07

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題圖：Photo by Timo Wagner on Unsplash

江湖有言：“動態型別一時爽，程式碼重構火葬場”，聽起來有點聳人聽聞，但也沒有想象中的那麼嚴重，因為 Python 在大型專案的應用實在太多。Python作為動態語言，程式碼簡潔、靈活，拋開執行效率不說，但存在的一些問題也是事實，例如：

1、IDE的智慧提示比較雞肋，舉個例子，字串有個 startswith 方法，你很容易忽略中間那個“s”，如果麼有 IDE 的幫助，不得不去查個文件。（其實現在的PyCharm 已經非常智慧了，即使沒有型別宣告。）

2、大部分錯誤只有在程式執行的時候才能被發現，編譯過程中只能發現簡單的語法錯誤。

3、介面呼叫全靠文件註釋說明，雖然我們可以使用 docstring，但是程式碼更新之後，你的 docstring 可能就沒有同步更新。

這些問題在大型專案，特別是多人合作的專案上顯得更為突出。所以遵循程式碼規範、Code Review 就變得尤為重要，如果能從語法層面上去規範程式碼無疑是最省成本的，所以在 Python3.5，也就是 PEP484 中就有了型別提示（Type Hints）。定義函式時，可以你指定函式的返回值型別、引數的型別。

以前定義一個函式可以接收任何型別的資料：

def greeting(name):
    return "Hello" + name

greeting("bob")
greeting(1)

程式執行前，不會有任何錯誤提示，雖然我們知道字串和數字是不支援“+”操作的。

在 Python3.5 中，用 Type Hint 寫法是這樣的：

def greeting(name: str) -> str:
    return 'Hello ' + name

上面就是靜態型別的寫法，多了「: str」與「-> str」，前者用來說明 name 的型別，後者指函式返回值的型別，我們在寫程式碼的過程中IDE也能提示我們寫得不對：

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除了 IDE 之外，我們還有更強大的靜態型別檢查工具，叫 mypy，這個工具也是由 Python 之父 Guido 親自操刀實現的靜態型別檢查工具。

# 先安裝mypy
pip install mypy

$ mypy test.py
test.py:4: error: Argument 1 to "greeting" 
has incompatible type "int"; expected "str"

有了型別提示，Python在程式碼呼叫、重構、甚至是靜態分析等方面有了更好的效果，不但減輕了開發時自行進行型態檢查的負擔，更重要的是，由於有了型態上的提示，讓過去 Python 整合開發工具上做不好的各種智慧提示、重構等功能有了統一的參考標準。

某種意義上型別提示只是一種輔助功能，雖然我們加了資料型別提示，但是對於 Python 直譯器來說，它會直接忽略掉型別提示資訊，哪怕型別有誤也不會阻止程式的執行。

而對於變數的型別宣告，在 PEP484 中可以通過型別註釋來說明，就是以註釋的方式來說明變數的型別，例如：

from typing import List

x = []                # type: List[Employee]
y = [1, 2]            # type: List[int]
y.append("a")

在 Python3.6，也就是 PEP526 的提案中，針對變數註解做了進一步優化，將型別的宣告作為了語法的一部分，這樣比起註釋可讀性更強，例如：

my_var: int  # 宣告為整數型別的變數
my_var = 5  # 通過型別檢查
other_var: int = 'a'  # 給整數型別變數賦值字串，檢查器會報錯，但是直譯器執行是不會有任何問題
print(other_var)

執行mypy

mypy xx.py  # 執行型別檢查器
xx.py:3: error: Incompatible types in assignment (expression has type "str", variable has type "int")

python test.py # 執行直譯器

擁有了強大的型別提示之後，你還敢說重構程式碼是火葬場嗎？不過我反倒覺得動態語言變得越來越臃腫起來，例如：

T = TypeVar('T')
S = TypeVar('S')
class Foo(Generic[T]):
    def method(self, x: T, y: S) -> S:
    # Body

這讓一門原本簡潔優雅的語言跟Java一樣臃腫了，好在型別提示在Python中只是一種可選操作，而且對直譯器來說完全是不可見的。而且這種寫法也不是Python 的主流做法，大家可以去看看主流框架的原始碼，很少用這種特性。

雖然 Java 是一門很成功的語言（而且也開始加入動態型別等特性），但我更喜歡 Python 的理由是它給了開發者最大的自由。至於說程式碼好不好維護，真的跟人有關，畢竟大家都是成年人！（ We are all consenting adults）

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