以下內容基於Python 3x
涉及的知識前提：
- 建議理解Python裝飾器后學習此內容
函數注解概述
函數注解可以針對函數的參數、返回值添加元數據，其為注解。
python是動態語言，變量賦值時不會強制聲明類型，且能隨時重新賦值。無法像靜態編譯型語言一樣，在編譯時發現基本問題。
函數的參數要求，沒有詳細的doc string或更新沒跟上，以至后續的使用者不能夠清晰明白設計者要求的參數類型。以上行為導致的出錯率變高，難以使用等問題。
函數注解可以對參數的要求類型進行注解，對函數返回值進行注解；其只是對做一個輔助性的說明，並不強制進行類型檢查。
一些第三方工具(PyCharm)會對已定義的函數注解進行檢查標記提示等，在編寫代碼時同樣也可以通過編寫一個裝飾器，來進行一些檢查。
實際應用
inspect模塊
注解信息保存在函數的__annotations__屬性中，函數的參數檢查，一定是在函數實際運行之前，檢查傳遞進來的形參與原有的注解類型是否匹配。
__annotations__屬性是一個字典，對於位置參數的判斷，較為復雜，可直接使用inspect模塊獲取函數簽名信息。
# 注解x和y參數要求為int類型，返回結果為int類型
# Syntax：
def foo(x: int, y: int) -> int:
return x + y
查看其__annotations__屬性信息：
def foo(x: int, y: int) -> int:
return x + y
print(type(foo.__annotations__))
print(foo.__annotations__)
# 輸出結果：
<class 'dict'>
{'x': <class 'int'>, 'y': <class 'int'>, 'return': <class 'int'>}
使用inspect模塊獲取簽名信息：
inspect.signature返回的是一個OrderedDict（有序字典）
import inspect
def foo(x: int, y: int) -> int:
return x + y
sig = inspect.signature(foo)
print(sig.parameters)
# 輸出結果：
OrderedDict([('x', <Parameter "x:int">), ('y', <Parameter "y:int">)])
使用parameter方法，獲取更詳細的信息：
import inspect
def foo(x: int , y: int, z=20) -> int:
return x + y + z
sig = inspect.signature(foo)
par = sig.parameters
print(par.items())
print(par["x"].name, "|-|", par["x"].annotation, "|-|", par["x"].default, "|-|", par["x"].empty, "|-|", par["x"].kind)
print(par["y"].name, "|-|", par["y"].annotation, "|-|", par["y"].default, "|-|", par["y"].empty, "|-|", par["y"].kind)
print(par["z"].name, "|-|", par["z"].annotation, "|-|", par["z"].default, "|-|", par["z"].empty, "|-|", par["z"].kind)
#輸出結果：
odict_items([('x', <Parameter "x:int">), ('y', <Parameter "y:int">), ('z', <Parameter "z=20">)])
x |-| <class 'int'> |-| <class 'inspect._empty'> |-| <class 'inspect._empty'> |-| POSITIONAL_OR_KEYWORD
y |-| <class 'int'> |-| <class 'inspect._empty'> |-| <class 'inspect._empty'> |-| POSITIONAL_OR_KEYWORD
z |-| <class 'inspect._empty'> |-| 20 |-| <class 'inspect._empty'> |-| POSITIONAL_OR_KEYWORD
parameter輸出結果的信息保存在元組中，只讀；
name：獲取參數名字；
annotation：獲取參數的注解，有可能沒有定義，則為_empty；
default：返回參數的缺省值，如其中z參數的20即為缺省值；
empty：特殊的類，用來標記default屬性或者注釋annotation屬性的空值；
kind：實參如何綁定到形參。以下是形參的類型：
-
POSITIONAL_ONLY，值必須是位置參數提供的(Python中並沒有絕對的位置參數，未實現)。
-
POSITIONAL_OR_KEYWORD，值可以作為關鍵字或者未知參數提供。
-
VAR_POSITIONAL，可變位置參數，對應*args。
-
KEYWORD_ONLY，keyword-only參數，對應*args之后出現的非可變關鍵字參數。
-
VAR_KEYWORD，可變關鍵字參數，對應**kwargs。
業務代碼
了解以上方法后，編寫一個函數裝飾器用來檢測傳參是否規范。
- 首先在函數運行之前，獲取到函數簽名、及簽名的parameter信息將parameter信息。
- kv結構的value轉換為列表保存。
- 使用for循環
檢查每個對應的parameter內參數（實際傳的參數）注解是否不為空並且同時是否不是已知類型（isinstance函數可以檢查傳的值是否是已知類型，返回True或False，簽名中參數的annotation類型為已知的）。 - 匹配通過，則說明傳遞的參數和注解要求類型一致，否則則拋出TypeError類型的自定義錯誤信息。
import inspect
import functools
def parameter_check(fn):
@functools.wraps(fn)
def wrapper(*args, **kwargs):
sig = inspect.signature(fn)
parameter = sig.parameters
value = list(parameter.values())
for i, par in enumerate(args):
if value[i].annotation is not value[i].empty and not isinstance(par, value[i].annotation):
raise TypeError("Parameter type error")
for k, v in kwargs.items():
if parameter[k].annotation is not parameter[k].empty and not isinstance(v, parameter[k].annotation):
raise TypeError("Parameter type error")
ret = fn(*args, **kwargs)
return ret
return wrapper
@parameter_check
def foo(x: int, y: int, z=20) -> int:
return x + y + z
print(foo(1, 50, 29))
# 輸出結果：
80
# 更改傳參，查看效果：
print(foo("hhh", 50, 29))
# 輸出結果：
Traceback (most recent call last):
File "E:/project/python/test.py", line 29, in <module>
print(foo("hhh", 50, 29))
File "E:/project/python/test.py", line 13, in wrapper
raise TypeError("Parameter type error")
TypeError: Parameter type error
總結
通過對函數注解的了解，能夠更加規范代碼，提高效率，避免出錯。在實際應用中亦可方便的展開使用。