Python - typing

Python에서 타입 힌트를 구성하고 사용하면 코드의 가독성과 유지 관리성이 크게 향상될 수 있습니다. 또한 자동 완성 및 정적 분석과 같은 작업에 대한 더 나은 도구 지원을 용이하게 할 수 있습니다. 타입 힌트는 변수, 함수의 매개변수, 반환 값 등에 대한 타입 정보를 명시적으로 선언하는 것입니다.

타입 힌트은 Python 인터프리터에 의해 강제되지 않기 때문에 실행 시점에는 무시됩니다. 타입 힌팅은 주로 코드 가독성, IDE 지원, 정적 분석을 위한 용도입니다.

기본 타입

정수, 문자열, 부동 소수점 및 부울과 같은 기본 유형의 경우 변수 및 함수 반환 유형에 타입 정보를 명시적으로 선언

# 변수에 타입 힌트 추가
name: str = "Python"
age: int = 30
is_student: bool = True

# 함수의 매개변수와 반환 값에 타입 힌트 추가
def greet(name: str) -> str:
    return f"Hello, {name}"

print(greet("Python"))
print(greet(1234))  # 타입 힌트는 강제성이 아니으로 에러가 발생하지 않음

컨테이너 타입

List, Dict, Tuple, Set 등에 대한 타입 정보를 명시적으로 선언

# typing 모듈을 사용하여 타입 힌트 추가
from typing import List, Dict, Tuple, Set

nums: List[int] = [1, 2, 3]
pairs: Dict[str, int] = {"a": 1, "b": 2}
point: Tuple[int, int] = (3, 4)
unique: Set[str] = {"apple", "banana", "orange"}

nums = ["1", "2", "3"]  # 타입 힌트는 강제성이 아니으로 에러가 발생하지 않음

Union과 ‘|’

여러 타입 중 하나를 가질 수 있는 변수를 선언

Python 3.10 미만

Union을 사용

from typing import Union

value: Union[int, str] = 42
value = "Hello"  # 이것도 가능

value = 3.14  # 타입 힌트는 강제성이 아니으로 에러가 발생하지 않음

Python 3.10 이상

’

’ 연산자를 사용

value: int | str = 42
value = "Hello"  # 이것도 가능

Optional

Optional을 사용하여 None 값도 허용하는 변수를 선언

from typing import Optional

def get_value() -> Optional[int]:
    return None

def process(x: Optional[str]) -> None:
    if x is None:
        print("Value is None")
    else:
        print(f"Value: {x}")

value: Optional[int] = get_value()
process(value)  # Value is None

process("Hello")  # Value: Hello

Any

모든 타입을 가질 수 있는 변수를 선언

from typing import Any

def accept_anything(value: Any) -> None:
    print(f"Value: {value}")

accept_anything(42)
accept_anything("Hello")
accept_anything([1, 2, 3])

Callable

함수를 가리키는 변수를 선언

from typing import Callable

def apply(func: Callable[[int, int], int], x: int, y: int) -> int:
    return func(x, y)

def add(x: int, y: int) -> int:
    return x + y

print(apply(add, 3, 4))  # 7

TypeVar와 Generic(제네릭)

TypeVar는 제네릭 타입(generic type)을 정의할 때 사용되는 타입 변수(type variable)를 생성합니다. 타입 변수는 실제 타입을 나타내는 것이 아니라, 타입을 매개변수화하여 나중에 구체적인 타입으로 대체될 수 있는 역할을 합니다.

TypeVar를 사용하여 Generic(제네릭) 타입을 선언합니다.

from typing import TypeVar, List

T = TypeVar('T') # 타입 변수는 일반적으로 대문자 하나로 선언

def repeat(x: T, n: int) -> List[T]:
    result = []
    for _ in range(n):
        result.append(x)
    return result

print(repeat(42, 3))  # [42, 42, 42]
print(repeat("Hello", 2))  # ['Hello', 'Hello']

repeat는 제네릭 함수 입니다. 함수의 반환 타입은 List[T]로 정의되어 있습니다. 여기서 T는 타입 변수입니다. 함수를 호출할 때 T에 실제 타입이 대입되어 List[int]나 List[str]와 같은 구체적인 타입이 됩니다.

Generic class (제네릭 클래스)

제네릭 클래스를 정의할 때도 TypeVar를 사용합니다.

from typing import TypeVar, Generic

T = TypeVar('T')

class Box(Generic[T]):
    def __init__(self, value: T) -> None:
        self.value = value

Box는 제네릭 클래스 입니다. 클래스의 타입 변수는 Generic[T]로 정의되어 있습니다. 여기서 T는 타입 변수입니다. 클래스를 사용할 때 T에 실제 타입이 대입되어 Box[int]나 Box[str]와 같은 구체적인 타입이 됩니다.

Literal 타입

Literal은 변수, 함수 매개변수 및 반환 유형에 사용할 수 있습니다. 이는 상수를 다루거나 함수가 특정 값 집합만 허용할 때 특히 유용합니다.

from typing import Literal

def process_status(status: Literal["open", "close"]) -> None:
    print(f"Status: {status}")


process_status("open")  # Status: open
process_status("close")  # Status: close
process_status("stop")  # 타입 힌트는 강제성이 아니으로 에러가 발생하지 않음

Annotated

‘Annotated’는 Python 3.8 버전부터 추가된 기능으로 타입 힌트에 메타데이터를 추가할 수 있습니다.

from typing import Annotated

Value = Annotated[int, "Must be >0"]
x: Value = 5 
y: Value = -1  # 에러는 발생 하지 않음

print(x, y)

def add(a: Annotated[int, "First arg"], b: Annotated[int, "Second arg"]) -> int:
    return a + b

print(add(3, 4))
print(add("3", "4"))  # 에러는 발생 하지 않음

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