静态类型的Python Lyzh（刘知杭） 目录 CONTENTS 有关类型的概念 使用mypy对Python源 代码进行静态分析 代数数据类型 拓展知识 关于类型的一些基本概念 有类型不等于有类型系统 动态语言类型化的必要性 不久前的一个案例 正文 类型的概念 CPython定义了PyObject这个 结构体作为对象头。 CPython中的类型，是指在对 象头中指向类型元信息的指针。 象头中指向类型元信息的指针。 CPython有类型，但CPython没有类型系统。这就是CsPython中诸多问题的由来。 类型系统是什么？ 类型系统(type system)的基本目标是防止程序在运行时发生类型错误。当且仅当语言运行时 不存在任何形式的类型错误，那么它就是sound的。soundness是类型系统研究的重要目标。 类型系统（type system）是一种编译期（Compile-time）的类型推导检查规则。 ime）的类型推导检查规则。 类型系统就是一种轻量级的形式化方法，它通常被植入编译器或程序分析器中进行自动校验。 从而让那些不熟悉底层理论的程序员也可以使用它们。 这类轻量级技术中还包括模型检测（Model checking），运行时验证（Runtime verification）和类型系统（Type system）等等。其中类型系统最流行，发展最完善。 在计算机科学中，形式化方法（Formal

现代编程思想 多元组，结构体与枚举类型 Hongbo Zhang 1 基础数据类型：多元组与结构体 2 回顾：多元组 多元组：固定⻓度的不同类型数据的集合 定义： (<表达式>, <表达式>, ...) 类型： (<表达式类型>, <表达式类型>, ...) 例如： 身份信息： ("Bob", 2023, 10, 24): (String, Int, Int, Int) 成员访问： (2023, 10, 24).0 == 2023 列表：任意⻓度的相同类型数据的集合 例如： 字符的序列： Cons('H', Cons('i', Cons('!', Nil))) Cons ： construct 的缩写 3 笛卡尔积 ⼀个多元组类型的元素即是每个组成类型的元素构成的有序元素组 集合的笛卡尔积，⼜称积类型 例：扑克牌的所有花⾊：{ } 4 结构体 元组的问题在于，难以理解其所代表的数据 address: String; postal: Int } 通过名称，我们能明确数据的信息以及对应字段的含义 5 结构体的定义 结构体的定义形如 struct <结构体名称> { <字段名>: <类型> ; ... } struct PersonalInfo { name: String; age: Int} 定义结构体的值时，形如 { <字段名>: <值> , ... } let info:

从稀疏数据结构到量化数据类型 by 彭于斌（ @archibate ） 往期录播： https://www.bilibili.com/video/BV1fa411r7zp 课程 PPT 和代码： https://github.com/parallel101/course 本课涵盖：稀疏矩阵、 unordered_map 、空间稀 疏网格、位运算、浮点的二进制格式、内存带宽优 化 面向人群：图形学、 >> 3 。 >> 2 = 位运算 >> 对负数的处理 signed 类型的 >> n 会把最高位复制 n 次。 因为补码的特性，这导致负数 >> 的结果仍是负 数。 这样就实现了和 Python 一样的始终向下取整除 法。 >> 2 = unsigned 类型的位运算 >> 不一样 而 unsigned 类型的 >> n 会不会复制最高位， 只是单纯的位移，这会导致负数的符号位单独被位 只是单纯的位移，这会导致负数的符号位单独被位 移，补码失效，造成结果不对。 unsigned 类型的 >> 会生成 shr 指令， signed 类型的 >> 会生成 sar 指令。 我们需要负方向无限延伸的稀疏数据结果，那就只 要 signed 那个就行。 >> 2 = 没有重合时可以用高效的加法：位运算 | • 如果可以保证 a 和 b 满足 a & b = 0 ， 如： • 1011000 和 0000110

B-Tree：适合顺序访问，利于硬盘存储数据 R-Tree：存储空间⼏何结构 …… 8 数据结构：⼆叉树 ⼆叉树要么是⼀棵空树，要么是⼀个节点；它最多具有两个⼦树：左⼦树与右⼦树 叶节点的两个⼦树都是空树 基于递归枚举类型的定义（本节课默认存储数据为整数） 1. enum IntTree { 2. Node(Int, IntTree, IntTree) // 存储的数据，左⼦树，右⼦树 3. Empty 4

第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 第9章：函数声明和调用 第10章：代码包和包引入 第11章：表达式、语句和简单语句 第12章：基本流程控制语法 第13章：协程、延迟函数调用、以及恐慌和恢复 Go类型系统 第14章：Go类型系统概述 - 精通Go编程必读 第15章：指针 第18章：数组、切片和映射 - Go中的首要容器类型 第19章：字符串 第20章：函数 - 函数类型和函数值，以及变长参数个数函数 第21章：通道 - Go特色的并发同步方式 第22章：方法 第23章：接口 - 通过包裹不同具体类型的非接口值来实现反射和多态 第24章：类型内嵌 - 不同于继承的类型扩展方式 第25章：非类型安全指针 第26章：泛型 - 如何使用和解读组合类型 第27章：反射 - reflect标准库包中提供的反射支持 第42章：一些常见并发编程错误 内存相关 第43章：内存块 第44章：关于Go值的内存布局 第45章：一些可能的内存泄漏场景 一些总结 第46章：一些简单的总结 第47章：关于Go中的nil 第48章：类型转换、赋值和值比较规则大全 第49章：Go中的一些语法/语义例外 第50章：Go细节101 第51章：Go问答101 第52章：Go技巧101 第53章：更多关于Go的知识 本书由老貘历时

第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 第9章：函数声明和调用 第10章：代码包和包引入 第11章：表达式、语句和简单语句 第12章：基本流程控制语法 第13章：协程、延迟函数调用、以及恐慌和恢复 Go类型系统 第14章：Go类型系统概述 - 精通Go编程必读 第15章：指针 第18章：数组、切片和映射 - Go中的首要容器类型 第19章：字符串 第20章：函数 - 函数类型和函数值，以及变长参数个数函数 第21章：通道 - Go特色的并发同步方式 第22章：方法 第23章：接口 - 通过包裹不同具体类型的非接口值来实现反射和多态 第24章：类型内嵌 - 不同于继承的类型扩展方式 第25章：非类型安全指针 第26章：泛型 - 如何使用和解读组合类型 第27章：反射 - reflect标准库包中提供的反射支持 第42章：一些常见并发编程错误 内存相关 第43章：内存块 第44章：关于Go值的内存布局 第45章：一些可能的内存泄漏场景 一些总结 第46章：一些简单的总结 第47章：关于Go中的nil 第48章：类型转换、赋值和值比较规则大全 第49章：Go中的一些语法/语义例外 第50章：Go细节101 第51章：Go问答101 第52章：Go技巧101 第53章：更多关于Go的知识 本书由老貘 ? 历

第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 第9章：函数声明和调用 第10章：代码包和包引入 第11章：表达式、语句和简单语句 第12章：基本流程控制语法 第13章：协程、延迟函数调用、以及恐慌和恢复 Go类型系统 第14章：Go类型系统概述 - 精通Go编程必读 第15章：指针 第18章：数组、切片和映射 - Go中的首要容器类型 第19章：字符串 第20章：函数 - 函数类型和函数值，以及变长参数个数函数 第21章：通道 - Go特色的并发同步方式 第22章：方法 第23章：接口 - 通过包裹不同具体类型的非接口值来实现反射和多态 第24章：类型内嵌 - 不同于继承的类型扩展方式 第25章：非类型安全指针 第26章：泛型 - 如何使用和解读组合类型 第27章：反射 - reflect标准库包中提供的反射支持 第42章：一些常见并发编程错误 内存相关 第43章：内存块 第44章：关于Go值的内存布局 第45章：一些可能的内存泄漏场景 一些总结 第46章：一些简单的总结 第47章：关于Go中的nil 第48章：类型转换、赋值和值比较规则大全 第49章：Go中的一些语法/语义例外 第50章：Go细节101 第51章：Go问答101 第52章：Go技巧101 第53章：更多关于Go的知识 本书由老貘

格式化代码 3.6 生成代码文档 3.7 其它工具 3.8 Go 性能说明 3.9 与其它语言进行交互 第4章：基本结构和基本数据类型 4.1 文件名、关键字与标识符 4.2 Go 程序的基本结构和要素 4.3 常量 4.4 变量 4.5 基本类型和运算符 4.6 字符串 4.7 strings 和 strconv 包 4.8 时间和日期 4.9 指针 - 2 - 本文档使用 切片的复制与追加 7.6 字符串、数组和切片的应用 第8章：Map 8.1 声明、初始化和 make 8.2 测试键值对是否存在及删除元素 8.3 for-range 的配套用法 8.4 map 类型的切片 8.5 map 的排序 8.6 将 map 的键值对调 第9章：包（package） 9.1 标准库概述 9.2 regexp 包 9.3 锁和 sync 包 - 3 - 本文档使用 带标签的结构体 10.5 匿名字段和内嵌结构体 10.6 方法 10.7 类型的 String() 方法和格式化描述符 10.8 垃圾回收和 SetFinalizer 第11章：接口（interface）与反射（reflection） 11.1 接口是什么 11.2 接口嵌套接口 11.3 类型断言：如何检测和转换接口变量的类型 11.4 类型判断：type-switch 11.5

包括抽象层次的转移 模板参数的绑定 许可的授予和元素对其它元素的使用 其它关系包括用例和流的合并 静态视图显示为类图 静态视图可以用于产生大多数程序中的数据结构声明 ��� 类图中 有许多种元素 如接口 数据类型 用例和信号 它们合在一起被称为分类 它们的举止 如同具有某种限制的类 � 动态行为 动态行为 动态行为 动态行为 有两种方式来建模行为 一种是通过与外界交互的对象的生命史 另一种是使 用一系列对象的通信模式 三个用户界面 分别用于 与售票亭交互的顾客 使用在线预订系统的职员 查询销售情况的主管 依 次处理来自于售票亭和职员需求的售票构件 处理信用卡收费的构件 包含票信息的数据 库 构件图显示了系统中构件的类型 特殊配置的系统可能具有多个构件拷贝 � ��� 参考指南� � ��� 一览� ������� � 接口显示为具有名称的圆 即相关的服务集 连接构件和接口的实线表示构件提供接口 所列举的服务 交互的事物 不可能在阐明交互的事物之前 描述事物如何的交互 静态视图是其它视 图构建的基础 � 静态视图中的关键元素是分类和它们之间的关系 分类是描述事物的模型元素 有许多 种分类 包括类 接口和数据类型 行为性的事物由其它分类来细化 包括用例和信号 另一些分类 如子系统 构件和结点则体现了实现方面的内容 � 为了便于理解和重用性 大型模型必须划分成较小的单元 包是控制和管理模型内容通 用的组织单元

在本书的第一部分，我们将会讨论 Go 语言的起源（第 1 章），以及如何安装 Go 语言（第 2 章）和开发 环境（第 3 章）。 在本书的第二部分，我们将会带领你贯穿 Go 语言的核心思想，譬如简单与复杂类型（第 4、7、8 章）， 控制结构（第 5 章），函数（第 6 章），结构与方法（第 10 章）和接口（第 11 章）。我们会对 Go 语 言的函数式和面向对象编程进行透彻的讲解，包括如何使用 Go 语言的发展目标 Go 语言的主要目标是将静态语言的安全性和高效性与动态语言的易开发性进行有机结合，达到完美平 衡，从而使编程变得更加有乐趣，而不是在艰难抉择中痛苦前行。 因此，Go 语言是一门类型安全和内存安全的编程语言。虽然 Go 语言中仍有指针的存在，但并不允许进 行指针运算。 Go 语言的另一个目标是对于网络通信、并发和并行编程的极佳支持，从而更好地利用大量的分布式和多 核的计算 语言有一个清晰易懂的轻量级类型系统，在类型之间也没有层级 之说。因此可以说这是一门混合型的语言。 在传统的面向对象语言中，使用面向对象编程技术显得非常的臃肿，它们总是通过复杂的模式来构建庞大 的类型层级，这违背了编程语言应该提升生产力的宗旨。 函数是 Go 语言中的基本构件，它们的使用方法非常灵活。在第六章，我们会看到 Go 语言在函数式编程 方面的基本概念。 Go 语言使用静态类型，所以它是类型安全的一