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

解放Python的 表达力，性能和安全性 Thautwarm 目录 CONTENTS 语法和语义扩展 JIT 静态类型 语法和语义扩展 表达力的扩展， 可用性的保留，白来的午餐？ 演示一小部分: 模式匹配, Quick Lambda, Pipe运算 语言决定思维模型 GNU-APL C++ Haskell 说 到 质 数 � 人 们 想 到 什 么 � 语言决定思维模型 moshmosh/extension_register.py (只有45行) 科普: Python Import机制是怎样的？ perform_extension Source Code 分析当前文件调 用的所有扩展 检查是否使用 moshmosh扩展系 统? 所有扩展的 源码预写 所有扩展的 AST重写 所有扩展的 源码后写 分析 # ± ?????????(???? … ) .pre_rewrite_src(self 用作用域内的值val进行比较的模式 and: 满足多个解构规则的组合模式 or: 满足其中一个解构规则的组合模式 A(a, …): 调用A.__match__进行模式匹配 isinstance(type): 检查类型的pattern (a, *b, c): 匹配tuple [a, *b, c]: 匹配列表 演示 Pattern-Matching 基于template-python扩展实现。 性能比Pampy高数量级倍。

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

"地址"组件构成的内存。 变量本质上是地址的名称，每个变量和地址都有特定 的 type "类型"，变量的类型被称为 static type "静态类型"， 地址的类型被称为 dynamic type "动态类型"。如果静态类型与动态类 型不相同，它就是动态类型的⽗类或⼦类。 identi�er "标识符"是变量、类型、过程等的名称声明符号，⼀个声明所适⽤的程序区域被称为该声明的 scope "作⽤域"， "语义分析"对AST进⾏转换，增加了语义信息，如表达式类型、标识符的含义，以及在某些情况下表达 式的值。在语义分析中检测到的错误被称为 static error "静态错误"，当前⼿册中描述的错误在没有其他约定时，就是静态错误。 panic "恐慌"是在运⾏时执⾏检测和报告的错误。这种错误的报告，通过 引发异常 或 以致命错误 结束的⽅式。 也提供了⼀种⽅法 来禁⽤这些 runtime checks "运⾏时检查"。详⻅编译指示⼀节。 --panics:on 的好处是产⽣的⼆进制代码更⼩，编译器可以更⾃由地优化。 unchecked runtime error "未检查的运⾏时错误"是不能保证被检测到的错误，它可能导致计算产⽣意外后果，如果只使⽤ safe "安 全"的语⾔特性，并且没有禁⽤运⾏时检查，就不会产⽣这类错误。 constant expression "常量表达式"，在对包含它的代码进⾏语义分析时，其值就可以被计算出来，并且不局限于语义分析时求值的

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.2. 数据类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.3. Slice 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 10.1. 泛型数据类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

........................................................................................ 43 3.2. 数据类型 .................................................................................................. .................................................................................... 84 4.3. Slice 类型 .................................................................................................. ................................................................................... 204 10.1. 泛型数据类型 ..................................................................................................

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31章：详解panic/recover原理 - 也解释了什么是“函数退出阶段” 第32章：代码块和标识符作用域 目录 2 第33章：表达式估值顺序规则 第34章：值复制成本 第35章：边界检查消除 并发编程 第36章：并发同步概述 第37章：通道用例大全 第38章：如何优雅地关闭通道 第39章：其它并发同步技术 - 如何使用sync标准库包 第40章：原子操作 - 如何使用sync/atomic标准库包

由 site 模块添加的常量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4 内置类型 35 4.1 逻辑值检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.4 数字类型 --- int, float, complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.4.1 整数类型的按位运算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.2 整数类型的附加方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.4.3 浮点类型的附加方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.4.4 数字类型的哈希运算 . .