Python变量类型判断全解析

技术背景

Python 是一种动态类型语言，变量在使用过程中可以被赋予不同类型的值。在实际开发中，经常需要判断变量的类型，以进行不同的处理。例如，在进行数据验证、函数参数检查等场景中，准确判断变量类型是非常重要的。

实现步骤

使用type()函数

type()是 Python 的内置函数，用于返回对象的类型。可以直接使用type()函数来查看变量的类型，还可以结合__name__属性获取类型的名称。

i = 123
print(type(i))  # <class 'int'>
print(type(i).__name__)  # 'int'

使用isinstance()函数

isinstance()函数用于检查一个对象是否是一个或多个指定类型的实例。它接受两个参数，第一个是要检查的对象，第二个是类型或类型元组。

i = 123
print(isinstance(i, int))  # True
print(isinstance(i, (float, str, set, dict)))  # False

核心代码

type()函数示例

# 不同类型的变量
num = 10
f_num = 10.5
str_val = 'hello'
lst = [1, 2, 3]

# 使用type()函数判断类型
print(type(num))  # <class 'int'>
print(type(f_num))  # <class 'float'>
print(type(str_val))  # <class 'str'>
print(type(lst))  # <class 'list'>

isinstance()函数示例

# 不同类型的变量
num = 10
f_num = 10.5
str_val = 'hello'
lst = [1, 2, 3]

# 使用isinstance()函数判断类型
print(isinstance(num, int))  # True
print(isinstance(f_num, float))  # True
print(isinstance(str_val, str))  # True
print(isinstance(lst, list))  # True

最佳实践

优先使用isinstance()

isinstance()通常是比较类型的首选方法。它不仅速度更快，而且会考虑继承关系，这通常是我们所期望的行为。例如，在检查一个对象是否像字符串或列表一样工作时，而不是严格要求它就是字符串或列表。

class MyAwesomeList(list):
    pass

my_list = MyAwesomeList()
print(isinstance(my_list, list))  # True

使用type()的正确方式

当你想明确检查一个变量是否是特定类型（而不是其子类）时，使用type()。并且使用type(var) is some_type而不是type(var) == some_type。

class MyAwesomeList(list):
    pass

my_list = MyAwesomeList()
print(type(my_list) is list)  # False

常见问题

避免使用__class__

在 Python 中，以双下划线开头的名称在语义上不属于公共 API，用户应尽量避免使用它们（除非绝对必要）。虽然可以使用__class__来获取对象的类型，但不建议这样做。

i = 123
# 不建议使用
print(i.__class__)

Python 整数类型的实现细节

在 Python 2 中，int通常是有符号整数，其宽度等于系统的字长，当整数超出这个范围时会自动转换为long类型。在 Python 3 中，旧的int类型消失，统一使用具有无限精度的int类型。

import sys
# Python 2 示例
# print(format(sys.maxint, '032b'))
# print(format(-sys.maxint - 1, '032b'))

# Python 3 示例
# Python 3 中没有 sys.maxint，使用 sys.maxsize
print(sys.maxsize)

比较type()和isinstance()的性能

isinstance()的性能通常比type()更好。可以使用timeit模块来测试它们的性能。

import timeit

# 测试 type() 的性能
t1 = timeit.timeit(stmt='type(variable) is int', setup='variable = 10', number=1000000)
print(f'type() time: {t1}')

# 测试 isinstance() 的性能
t2 = timeit.timeit(stmt='isinstance(variable, int)', setup='variable = 10', number=1000000)
print(f'isinstance() time: {t2}')

关于 Python 中 C 类型的处理

Python 本身没有像 C 语言那样的有符号/无符号、16/32 位整数类型。如果需要处理这些类型，可以使用ctypes模块。

import ctypes

a = ctypes.c_uint()  # 无符号整数
print(type(a))  # <class 'ctypes.c_ulong'>