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使用 `typing_extensions.TypeAlias` 简化类型定义：初学者指南

article 2025/1/14 18:32:05

使用 `typing_extensions.TypeAlias` 简化类型定义：初学者指南

- 什么是 `TypeAlias`？
- 安装 `typing_extensions`
- 示例代码：如何使用 `TypeAlias`
- - 示例 1：为简单类型定义别名
  - 示例 2：为复杂类型定义别名
  - 示例 3：结合 `Union` 和 `TypeAlias`
- 什么时候使用 `TypeAlias`？
- 总结

在 Python 中，我们常常需要定义复杂的类型以提高代码的可读性和可维护性。对于 Python 3.9 及更高版本，我们可以直接使用 typing 模块中的 TypeAlias。如果你的 Python 版本较低（如 3.7 或 3.8），可以通过安装 typing_extensions 来使用 TypeAlias。

本文将介绍如何使用 TypeAlias 简化类型定义，并通过简单的示例帮助初学者快速上手。

什么是 `TypeAlias`？

TypeAlias 是一种用于定义别名类型的工具，允许你为复杂的类型定义一个更简单、直观的名称。这在多个地方需要使用同一种复杂类型时尤为有用。

例如：

你可以为复杂的嵌套类型定义一个清晰的名字。
当你修改类型定义时，只需更改一处代码，避免重复劳动。

安装 `typing_extensions`

如果你的 Python 版本低于 3.10，可以通过以下命令安装 typing_extensions：

pip install typing_extensions

然后即可导入 TypeAlias：

from typing_extensions import TypeAlias

示例代码：如何使用 `TypeAlias`

示例 1：为简单类型定义别名

假设我们在程序中需要多次使用 dict[str, int] 类型，可以通过 TypeAlias 定义别名：

from typing_extensions import TypeAlias

# 定义类型别名
StrIntDict: TypeAlias = dict[str, int]

# 使用别名
def calculate_totals(data: StrIntDict) -> int:
    return sum(data.values())

# 测试
sample_data: StrIntDict = {"a": 1, "b": 2, "c": 3}
print(calculate_totals(sample_data))  # 输出: 6

这样，当代码中需要修改类型（如将 int 改为 float）时，只需改动 TypeAlias 定义即可。

示例 2：为复杂类型定义别名

在处理嵌套类型时，TypeAlias 能大大提升代码的可读性。例如：

from typing_extensions import TypeAlias

# 定义类型别名
NestedList: TypeAlias = list[list[int]]

# 使用别名
def flatten(nested: NestedList) -> list[int]:
    return [item for sublist in nested for item in sublist]

# 测试
nested_list: NestedList = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
print(flatten(nested_list))  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

此时，如果需要更改嵌套结构，比如从 list 改为 tuple，只需更新 TypeAlias 定义，而不需要修改每个函数签名。

示例 3：结合 `Union` 和 `TypeAlias`

TypeAlias 还可以与 Union 结合使用，用于表示多个可能的类型：

from typing_extensions import TypeAlias
from typing import Union

# 定义类型别名
Number: TypeAlias = Union[int, float]

# 使用别名
def add_numbers(a: Number, b: Number) -> Number:
    return a + b

# 测试
print(add_numbers(5, 10.5))  # 输出: 15.5