Python中的泛型/模板？

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数据工程师

提问于 2025-04-16 21:43

Python是怎么处理通用类型或者模板类型的呢？比如说，我想创建一个外部文件叫“BinaryTree.py”，让它能够处理二叉树，但不限制于某一种数据类型。

这样的话，我就可以把自定义对象的类型传给它，然后让这个二叉树存储这种对象。那在Python中是怎么做到的呢？

自定义对象二叉树类型注解泛型编程模板类型

10 个回答

其实现在在Python 3.5及以上版本中，你可以使用泛型了。具体可以参考PEP-484和typing模块的文档。

根据我的经验，这个功能的使用并不是特别顺畅和清晰，尤其是对于那些熟悉Java泛型的人来说，不过还是可以用的。

回答于 2025-04-16 由 Python大师

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其他的回答都很好：

在Python中，不需要特别的语法来支持泛型。
正如André所提到的，Python使用的是鸭子类型。

不过，如果你还是想要一个有类型的版本，自从Python 3.5开始就有内置的解决方案。

关于可用的类型注解的完整列表，可以在Python文档中找到。

泛型类：

from typing import TypeVar, Generic, List

T = TypeVar('T')

class Stack(Generic[T]):
    def __init__(self) -> None:
        # Create an empty list with items of type T
        self.items: List[T] = []

    def push(self, item: T) -> None:
        self.items.append(item)

    def pop(self) -> T:
        return self.items.pop()

    def empty(self) -> bool:
        return not self.items

# Construct an empty Stack[int] instance
stack = Stack[int]()
stack.push(2)
stack.pop()
stack.push('x')        # Type error

泛型函数：

from typing import TypeVar, Sequence

T = TypeVar('T')      # Declare type variable

def first(seq: Sequence[T]) -> T:
    return seq[0]

def last(seq: Sequence[T]) -> T:
    return seq[-1]


n = first([1, 2, 3])  # n has type int.

静态类型检查：

你需要使用一个静态类型检查器，比如mypy或者Pyre（由Meta/FB开发）来分析你的源代码。

安装mypy：

python3 -m pip install mypy

分析你的源代码，比如某个文件：

mypy foo.py

或者某个目录：

mypy some_directory

mypy会检测并打印类型错误。对于上面提供的Stack示例，具体的输出如下：

foo.py:23: error: Argument 1 to "push" of "Stack" has incompatible type "str"; expected "int"

参考资料：关于泛型和运行mypy的mypy文档

回答于 2025-04-16 由 Python大师

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Python使用一种叫做“鸭子类型”的方式，所以它不需要特别的语法来处理多种类型。

如果你之前用过C++，你可能还记得，只要在模板函数或类中使用的操作在某种类型T上是定义好的，你就可以在模板中使用这个类型T。

所以，基本上，它的工作原理是一样的：

为你想要插入到二叉树中的项目定义一个类型的约定。
记录这个约定（比如在类的文档中）。
只用约定中指定的操作来实现二叉树。
享受这个过程。

不过你要注意，除非你写明确的类型检查（通常不推荐这样做），否则你无法强制要求二叉树只包含你选择的类型的元素。

回答于 2025-04-16 由 Python大师

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