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

49 3.1 数据结构分类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.2 基本数据类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3 数字编码 * . . . 本书的主要内容如图 0‑1 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 免歧义。 ‧ 当涉及编程语言之间不一致的名词时，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 第 0 章 前言 hello‑algo.com 5 """ 标题注释，用于标注函数、类、测试样例等""" # 内容注释，用于详解代码 """ 多行 注释

49 3.1 数据结构分类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.2 基本数据类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3 数字编码 * . . . 本书的主要内容如图 0‑1 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 加粗，这类文字值得特别关注。 ‧ 当涉及编程语言之间不一致的名词时，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 """ 标题注释，用于标注函数、类、测试样例等""" # 内容注释，用于详解代码 """ 多行 第 0 章 前言 hello‑algo.com 5 注释

47 3.1 数据结构分类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.2 基本数据类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.3 数字编码 * . . . 本书主要内容如图 0‑1 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度、空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型，数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤、 关注。 ‧ 当涉及到编程语言之间不一致的名词时，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 """ 标题注释，用于标注函数、类、测试样例等""" # 内容注释，用于详解代码 """ 多行 注释 """ 0.2.2 在动画图解中高效学习

49 3.1 数据结构分类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.2 基本数据类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3 数字编码 * . . . 本书的主要内容如图 0‑1 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 免歧义。 ‧ 当涉及编程语言之间不一致的名词时，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 第 0 章 前言 www.hello‑algo.com 5 """ 标题注释，用于标注函数、类、测试样例等""" # 内容注释，用于详解代码 """ 多行

36 3.1. 数据结构分类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.2. 基本数据类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.3. 数字编码 * . . . 本书主要内容包括： ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度，算法效率的评估方法。时间复杂度、空间复杂度的推算方 法、常见类型、示例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型，数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、散列表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤、 标注，以避免歧义。 ‧ 涉及到编程语言之间不一致的名词，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 """ 标题注释，用于标注函数、类、测试样例等""" # 内容注释，用于详解代码 """ 多行 注释 """ 0.2.2. 在动画图解中高效学习

........................................................................................... 32 数据类型和变量 ............................................................................................... 的贴近硬件的语言，所以，C 语言适合开发那些追求运行速度、充分发 挥硬件性能的程序。而 Python 是用来编写应用程序的高级编程语言。 当你用一种语言开始作真正的软件开发时，你除了编写代码外，还需要 很多基本的已经写好的现成的东西，来帮助你加快开发进度。比如说， 要编写一个电子邮件客户端，如果先从最底层开始编写网络协议相关的 代码，那估计一年半载也开发不出来。高级编程语言通常都会提供一个 比较完善 总的来说，Python 的哲学就是简单优雅，尽量写容易看明白的代码，尽 量写少的代码。如果一个资深程序员向你炫耀他写的晦涩难懂、动不动 就几万行的代码，你可以尽情地嘲笑他。 那 Python 适合开发哪些类型的应用呢？ Python3 基础教程【完整版】 http://www.yeayee.com/ 10/531 首选是网络应用，包括网站、后台服务等等； 其次是许多日常需要的小工具，包括系统管理员需要的脚本任务等等；

site 模块添加的常量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4 内置类型 31 4.1 逻辑值检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.4 数字类型 --- int, float, complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4.1 整数类型的按位运算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 整数类型的附加方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.4.3 浮点类型的附加方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.4.4 数字类型的哈希运算

site 模块添加的常量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4 内置类型 33 4.1 逻辑值检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.4 数字类型 --- int, float, complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.4.1 整数类型的按位运算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 整数类型的附加方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.4.3 浮点类型的附加方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.4.4 数字类型的哈希运算

1 由 site 模块添加的常量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4 内置类型 31 4.1 逻辑值检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 数字类型 --- int, float, complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4.1 整数类型的按位运算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.4.2 整数类型的附加方法 4.4.3 浮点类型的附加方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.4.4 数字类型的哈希运算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.5 迭代器类型 . . . . .