使用裝飾器進行函式型別檢查

2021-10-04 00:21:52 字數 2897 閱讀 8086

動態型別的特性使得python函式在被呼叫時，其引數型別不易被知曉。或者，為了動態支援多型別，實際引數的型別由呼叫者提供。如下：

def add(x, y):


return x + y


print(add(2, 3)) # 5


print(add('hello', ' world')) # hello world
上面的例子可以看出，函式引數並沒有指定型別，使得該函式支援多種型別，這也正是python語言的特殊之處。

但有時候，我們想限制函式的引數型別。這時很多人會想到型別提示（type hinting），即型別註解。如下：

def add(x:str, y:str) -> str:


return x + y
然而，型別提示僅僅作為程式設計規約。在實際呼叫中無法強制型別約束，也不會有任何報錯，如下：

print(add(2, 3)) # 5
若要強制型別檢查，只能在程式設計中進行型別檢查，然後進行異常提示。**如下：

from inspect import signature


from functools import wraps


def typeassert(*ty_args, **ty_kwargs):


def decorate(func):


# if in optimized mode, disable type checking


if not __debug__:


return func


# map function argument names to supplied types


sig = signature(func)


bound_types = sig.bind_partial(*ty_args, **ty_kwargs).arguments


@wraps(func)


bound_values = sig.bind(*args, **kwargs).arguments


# enforce type assertions across supplied arguments


for name, value in bound_values.items():


if name in bound_types:


if not isinstance(value, bound_types[name]):


raise typeerror('argument {} must be {}'.format(name, bound_types[name]))


return func(*args, **kwargs)


return decorate


@typeassert(int, int)


def add(x, y):


return x + y


@typeassert(int, z=int)


def spam(x, y, z=42):


print(x, y, z)


>>> spam(1, 2, 3)


12 3


>>> spam(1, 'hello', 3)


1 hello 3


>>> spam(1, 'hello', 'world') t


raceback (most recent call last):


typeerror: argument z must be >>>
編寫此裝飾器的乙個棘手的部分是，它涉及檢查並使用要包裝的函式的引數簽名。 此處選擇的工具應該是inspect.signature()函式。 簡而言之，它允許從可呼叫物件中提取簽名資訊。

如下：

>>> from inspect import signature 


>>> def spam(x, y, z=42):


...     pass


...>>> sig = signature(spam)


>>> print(sig)


(x, y, z=42)


>>> sig.parameters


'y': ,


'z': })


>>> sig.parameters['z'].name


'z'>>> sig.parameters['z'].default 


42>>> sig.parameters['z'].kind 


<_parameterkind.positional_or_keyword: 1>


>>>
在裝飾器的第一部分，使用signature物件的bind_partial（）方法對提供的型別與引數名稱進行部分繫結。

>>> bound_types = sig.bind_partial(int,z=int) 


>>> bound_types


, z=)>


>>> bound_types.arguments


ordereddict([('x', ), ('z', )])


>>>
在此部分繫結中，會注意到丟失的引數將被忽略（即，引數y沒有繫結）。 但是，繫結的最重要部分是建立有序字典bound_types.arguments。 該字典以與函式簽名相同的順序將引數名稱對映到提供的值。 對於我們的裝飾器，此對映包含我們要強制執行的型別斷言。

在裝飾器執行的實際包裝函式中，使用sig.bind（）方法。 bind（）類似於bind_partial（），不同之處在於它不允許缺少引數。 因此，發生了以下情況：

>>> bound_values = sig.bind(1, 2, 3)


>>> bound_values.arguments 


ordereddict([('x', 1), ('y', 2), ('z', 3)]) 


>>>

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