WebCamp 2016: Python.Максим Климишин.Типизированный Python
1 like666 views
Документ содержит информацию о многолетнем опыте работы автора в программировании, а также обсуждает концепции статической и динамической типизации в Python, включая аннотации типов и их роль в улучшении читаемости и качества кода. Он исследует историю теории типов, включая парадокс Рассела и развитие системы F. Также рассматриваются инструменты для статического анализа кода и примеры использования аннотаций типов в Python.
![Граф анализа
from typing import List, Any
def append_pi(lst: List[float]) -> None:
lst += [3.14]
append_seven(lst)
def append_seven(lst):
lst.append("7")
my_list = [1, 3, 5] # type: List[float]
append_pi(my_list)
print (my_list)
# [1, 3, 5, 3.14, '7']](https://image.slidesharecdn.com/webcamp-2016-python-type-hints-160901091446/85/WebCamp-2016-Python-Python-25-320.jpg)
![Граф анализа
from typing import List, Any
def append_pi(lst: List[float]) -> None:
lst += [3.14]
def append_seven(lst):
lst.append("7")
append_pi(lst)
my_list = [1, 3, 5] # type: List[float]
append_seven(my_list)
print (my_list)
# [1, 3, 5, '7', 3.14]](https://image.slidesharecdn.com/webcamp-2016-python-type-hints-160901091446/85/WebCamp-2016-Python-Python-27-320.jpg)
![Алиасы
from typing import TypeVar, Iterable, Tuple
Url = str
def fetch(url: Url):
pass
T = TypeVar('T', int, float, complex)
def inproduct(v: Iterable[Tuple[T, T]]) -> T:
return sum(x*y for x, y in v)
print(inproduct(((1, 1.3),)))
# 1.3](https://image.slidesharecdn.com/webcamp-2016-python-type-hints-160901091446/85/WebCamp-2016-Python-Python-29-320.jpg)
![Отношение между подтипами
from typing import List
class User(int):
pass
my_list = [1, 3, 5] # type: List[int]
my_list.append(User())
print(my_list)
# [1, 3, 5, 0]
my_list2 = [1] # type: List[User]
print (my_list2)
# hints2.py, line 14: List item 1 has incompatible
type "int"](https://image.slidesharecdn.com/webcamp-2016-python-type-hints-160901091446/85/WebCamp-2016-Python-Python-32-320.jpg)
![Union
from typing import Union, Sequence
class Employee(str): pass
def employees(e: Union[Employee, Sequence[Employee]]) -> None:
if isinstance(e, Employee):
e = [e]
for _ in e:
print("Employee: {}".format(_))
employees(Employee("Max K"))
# Employee: Max K
employees([Employee("Max K"),
Employee("Dima Y")])
# Employee: Max K
# Employee: Dima Y](https://image.slidesharecdn.com/webcamp-2016-python-type-hints-160901091446/85/WebCamp-2016-Python-Python-35-320.jpg)
![Переменные
x = [] # type: List[Employee]
x, y, z = [], [], [] # type: List[int], List[int], List[str]
x, y, z = [], [], [] # type: (List[int], List[int], List[str])
x = [
1,
2,
] # type: List[int]](https://image.slidesharecdn.com/webcamp-2016-python-type-hints-160901091446/85/WebCamp-2016-Python-Python-38-320.jpg)
WebCamp 2016: Python.Максим Климишин.Типизированный Python
- 2. ‣ 12+ лет опыта, 7 лет с Python, 6 с JS ‣ Работал в oDesk, Helios, 42cc. ‣ Соорганизатор PyCon Ukraine, KyivJS ‣ CTO в CartFresh Обо мне
- 3. ‣ Стартап по доставке продуктов на дом ‣ Работаем как CartFresh (Boston, US) и ZAKAZ.UA (Киев, Днепр, Одесса, Харьков) ‣ Apache CouchDB, Apache Solr, Redis ‣ python back-end CartFresh
- 4. Эта презентация не о ‣ автогенерации кода ‣ поиске серебряной пули ‣ проверке типов в рантайме ‣ статически типизированным питоне
- 6. ‣ Немного зачем это надо ‣ Как это выглядит ‣ Тулы и как можно пользоваться на практике Содержание
- 7. Теория типов
- 8. Пусть в некой деревне живёт брадобрей, который бреет тех и только тех, которые не бреются сами. Бреет ли брадобрей сам себя? Парадокс Рассела
- 9. ‣ В 1908 Russell & Whitehead доставили “"ramified" theory of types” ‣ В 1920-х Leon Chwistek and Frank P. Ramsey доставили "simple type theory” ‣ 1940 Alonzo Church "A Formulation of the Simple Theory of Types” ‣ 1972 Girard–Reynolds discovered System F (polymorphic lambda calculus) История
- 10. ‣ Пацаны обратили внимание, что у простой теории типов есть интересные свойства и может быть просто расширена до поддержки Декартового произведения и дизъюнктного объединения ‣ Поэтому простую теорию типов используют в дизайне языков программирования ‣ А System F помогла улучшила простую теорию типов и такое полезное свойство, как полиморфизм Теория
- 12. ‣ Python will remain a dynamically typed language, and the authors have no desire to ever make type hints mandatory, even by convention PEP 484 def f(x: str) -> str:
- 13. Gradual Typing ‣ Разработана в 2006 году Jeremy Siek и Walid Taha ‣ Идея состоит в том, чтобы позволить части кода быть динамически типизированным, а части – статически
- 14. Нафига ‣ Статическое описание типа аргументов и возвращаемого значения функций упрощает чтение кода и помогает формировать документацию ‣ Поможет обнаружить баги за меньшее количество времени ‣ Поможет найти сложновоспроизводимые баги быстрее
- 15. Напоминаю, чтение кода ‣ IBM 1989: 50% of the effort in accomplishing a task for the programmer is towards understanding the system ‣ Bell Labs 1992: 60%-80% of their time understanding code, 20% as the developers gain experience with current codebase ‣ National Research Council 1997 (Canada): over 25% of their time either searching for or looking at code ‣ Peter Hallam 2006: 70% during personal experiment ‣ Microsoft 2007: 65% (survey)
- 16. Что было ‣ PyCharm умел делать статический анализ контекста использования переменных. Мог трекать до 60% случаев. Похоже на Facebook’s flow для JavaScript ‣ Prospector – смесь статического анализатора с PyLint ‣ In-house tools по анализу docstring etc.
- 17. Python
- 18. Определение в контексте Python: Предполагается, что тип – это множество значений и множество функций, к которым можно применить эти значения.
- 19. Gradual Typing ‣ Тип t1 консистентен с типом t2 если t1 это подтип t2 (но не наоборот!) ‣ Any консистентен со всеми типами (но не является подтипом) ‣ Все типы являются подтипом Any
- 20. Отношение между подтипами ‣ Каждый тип является подтипом самого себя ‣ Множество значений уменьшается с увеличением количества функций, которые работают с этим подтипом
- 21. Типы vs Классы Классы являются фабриками объектов, определенных с помощью class . Класс – динамическая/runtime концепция
- 22. Аннотации ‣ Аннотации типов являются опциональными ‣ Никак не влияют на выполнение ‣ lambda-функции не поддерживают аннотации
- 23. Синтаксис def f(x: int) -> int: return x + 1 print(f(1)) def f1(x: int) -> int: y = "1" # type: int return x + y print (f(2))
- 24. Python 2 def embezzle(account, funds=1000000, *fake_receipts): # type: (str, int, *str) -> None """Embezzle funds from account using fake receipts.""" return None print embezzle(1, 1000) # hints11.py, line 9: Argument 1 to "embezzle" has incompatible type "int"; expected "str"
- 25. Граф анализа from typing import List, Any def append_pi(lst: List[float]) -> None: lst += [3.14] append_seven(lst) def append_seven(lst): lst.append("7") my_list = [1, 3, 5] # type: List[float] append_pi(my_list) print (my_list) # [1, 3, 5, 3.14, '7']
- 26. Numeric Tower Number :> Complex :> Real :> Rational :> Integral
- 27. Граф анализа from typing import List, Any def append_pi(lst: List[float]) -> None: lst += [3.14] def append_seven(lst): lst.append("7") append_pi(lst) my_list = [1, 3, 5] # type: List[float] append_seven(my_list) print (my_list) # [1, 3, 5, '7', 3.14]
- 28. Какие бывают ‣ Встроенные классы (int, bool etc.) ‣ Абстрактные классы ‣ Дополнительно из модуля typing: None , Any , Union , Tuple , Callable, Sequence, Dict ‣ Динамически вычисленные типы не работают
- 29. Алиасы from typing import TypeVar, Iterable, Tuple Url = str def fetch(url: Url): pass T = TypeVar('T', int, float, complex) def inproduct(v: Iterable[Tuple[T, T]]) -> T: return sum(x*y for x, y in v) print(inproduct(((1, 1.3),))) # 1.3
- 30. Дженерики ‣ TypeVar – фабрика для создания параметризированных дженериков, напр. AnyStr = TypeVar('AnyStr', str, bytes) ‣ def concat(x: AnyStr, y: AnyStr) -> AnyStr – ограничения на тип сразу на оба аргумента
- 31. Дженерики from typing import TypeVar AnyStr = TypeVar('AnyStr', str, bytes) def concat(x: AnyStr, y: AnyStr) -> AnyStr: return x + y print(concat("_(*~", "*)_/")) # _(*~*)_/ concat(b"_(*~", "*)_/") # TypeError: string argument without an encoding # hints4.py, line 17: Type argument 1 of "concat" has incompatible value "object"
- 32. Отношение между подтипами from typing import List class User(int): pass my_list = [1, 3, 5] # type: List[int] my_list.append(User()) print(my_list) # [1, 3, 5, 0] my_list2 = [1] # type: List[User] print (my_list2) # hints2.py, line 14: List item 1 has incompatible type "int"
- 33. Forward references class Tree: def __init__(self, left: Tree, right: Tree) -> None: self.left = left self.right = right Это не будет работать
- 34. Forward references class Tree: def __init__(self, left: ‘Tree’, right: ‘Tree’) -> None: self.left = left self.right = right Это не будет работать
- 35. Union from typing import Union, Sequence class Employee(str): pass def employees(e: Union[Employee, Sequence[Employee]]) -> None: if isinstance(e, Employee): e = [e] for _ in e: print("Employee: {}".format(_)) employees(Employee("Max K")) # Employee: Max K employees([Employee("Max K"), Employee("Dima Y")]) # Employee: Max K # Employee: Dima Y
- 36. Any Все типы являются подтипом Any
- 37. Проверка в Runtime import typing if typing.TYPE_CHECKING: import expensive_mod def a_func(arg: 'expensive_mod.SomeClass') -> None: a_var = arg # type: expensive_mod.SomeClass
- 38. Переменные x = [] # type: List[Employee] x, y, z = [], [], [] # type: List[int], List[int], List[str] x, y, z = [], [], [] # type: (List[int], List[int], List[str]) x = [ 1, 2, ] # type: List[int]
- 39. Stub-files ‣ Расширения ‣ Third-party модули без типов ‣ Standard library модули ‣ Модули, которые должны поддерживать Python 2 и 3 ‣ Модули, которые используют аннотации в другом контексте
- 40. Игнор ‣ Декоратор @no_type_check для класса или функции ‣ # type: ignore