初识Python -- 关于类型的困惑

早就听闻过Python的大名，听说python以语法简洁清晰著称于世， 但是一直没有时间系统的学习一下。 我现在做Android应用开发， 对Java还算比较熟悉， 对C和C++也有一定的了解，但是没有学习过Python。现在终于下决心系统的学习一下，写下这篇博客作为学习Python的开端，希望自己能坚持下去。

下面是作为一个python初学者的一些疑惑， 希望能有高人指点迷津

关于在编写Python代码时不指定类型的疑惑

前几天大概熟悉了一下Python的基本语法， 发现和Java有相当大的差别。主要是在编码过程中所有变量没有类型的概念，这让我感觉有点别扭。之前一直写Java代码。在编写Java代码时，每个变量在都有一个类型，并且在编译时都会进行严格的类型检查，如果类型不匹配，直接就会在编译时报错。如下代码所示：

		HashMap map = null;
		ArrayList list = new ArrayList();
		
		map = list;   //error 类型不匹配

而Python在编写的过程中，每个变量都不求写出其类型，如下：

i = 2
print i

说实话，python的这种特性确实让人感觉很别扭， 可能是习惯问题。 这种编辑时无类型的特性，在定义变量和使用变量时还好说，但是在调用别人写好的方法时，我怎样才能知道传递什么样的参数呢？ 如下代码：

#define a function with an argument
def print_a_value(value_to_print):
    print value_to_print

#call the function defined above
print_a_value(3)
print_a_value('hello')

如果在方法中只是简单的打印一下传入的参数， 那么传递什么样类型的参数都无所谓，因为所有类型的变量都能被打印，但是如果我在方法内部对传入的参数做一个减操作， 那么再传递字符串类型的参数就不那么合理了：

#define a function with an argument
def print_a_value(value_to_print):
    print value_to_print
    i = value_to_print - 1
    print i

#call the function defined above
print_a_value(3)
print_a_value('hello')

上面这段代码在运行时会报错：

Traceback (most recent call last):
  File "D:\workspace\HelloPython\src\global.py", line 32, in 
    print_a_value('hello')
  File "D:\workspace\HelloPython\src\global.py", line 27, in print_a_value
    i = value_to_print - 1
TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'str' and 'int'

报的是类型错误，对减号使用了不支持的操作数。如果print_a_value这个函数不是我写的， 那么我怎么才能知道要传递什么呢？难道只是单纯的靠文档说明吗？ 还有如果我是函数的作者， 我在写函数时期望函数的调用者传递一个整形的参数，如果调用者传递了一个错误类型的参数，那么就直接让程序崩溃报错吗？ 还是在函数内部像下面这样检查类型? ：

#define a function with an argument
def print_a_value(value_to_print):
    if not (type(value_to_print) is types.IntType):
        print 'wrong type'
        return
    
    print value_to_print
    i = value_to_print - 1
    print i

#call the function defined above
print_a_value(3)
print_a_value('hello')

如果这样的话，那么一定会让源代码中充斥着很多检查类型的逻辑， 那么python就不那么简洁了

关于Python是那种类型的语言的疑惑

我在学习javascript时直到有一类语言叫做弱类型语言，而js正好是一种弱类型语言。起初一直对“弱类型语言”这个概念比较模糊，其实现在也不是特别明白，我原来的理解是只要在写代码的时候， 定义的变量不需要指定具体的类型， 那么这种语言就是弱类型的，现在python的出现打破了我的认识，因为python不用指定变量的类型，甚至没有一个js中的像var那样的一个关键字来说明我要声明一个变量，但是通过查阅资料，很多人多认为python是强类型的，这就让人比较迷惑了。 写代码的时候明明没有写类型， 怎么还是强类型呢？

与“强类型语言”， “弱类型语言”类似的一对概念是“静态类型语言”和“动态类型语言”。 把这几个概念进行对比，发现我之前的理解是错误的，我把这几个概念混淆了。经过思考， 我尝试解释一下这几个概念，只是一家之言，若有不对欢迎指正。

静态类型语言：在编写代码时，必须为变量指定一个明确类型的语言。比如Java和C/C++等， 是静态类型的语言。

动态类型语言： 在编写代码时，不必为变量指定一个明确的类型，而是由解释器在运行时根据变量的使用情况确定变量的类型，例如在python中为一个变量i赋值了一个整数0， 那么解释器在解释代码时就将变量i定义成整型。这样的语言一般都是脚本语言，如python，javascript等。下面一个非常简单的示例说明python的动态类型特性：

m = 10;
m = 'hello'
print m     #print 'hello'

在编写代码时是不能定义类型的，但是再解释器解释到m = 10这句代码时，由于给m赋了个整数值，解释器将m定义成整形，然而解释到m = 'hello'这句代码时，由于赋了一个字符串类型的值，那么解释器又将m的类型定义为字符串类型。如果以后不为m赋其他类型的值，那么在程序执行期间m都为字符串类型。

有两点需要注意： 1 动态类型语言也叫动态类型定义语言，关注的焦点是变量的类型是如何被定义的，还有一个概念是“动态性语言”，这个概念是说在运行时动态的改变程序的结构， 比如java的动态加载类， 动态链接类， python在运行期动态改变类的结构等。这两个是不同的概念。2 面向对象的语言如Java和C++等都有一个编译时类型和运行时类型，这是由继承和向上转型引入的，是面向接口（父类编程）和多态的基础， 和这里的 静态类型定义语言， 动态类型定义语言 也不是同一层面的概念。

强类型语言：变量必须有一个确定的类型，不管类型是如何确定的，并且在运行时不能随意的改变变量的类型，也不能将一个类型的变量用作其他不相关的类型。（这里不包括在集成结构上的向上类型转换和向下类型转换，也不包括数值类型之间的转换，如long转int）。比如一个整数不能随意当做字符串来使用。 像Java， C/C++，python等都属于强类型语言。

弱类型语言：在运行时，变量不必按他原来的类型使用，可以当做其他类型来使用，比如可以直接将一个字符串当整数，也可以直接将一个整数当做字符串。javascript就是一种典型的弱类型语言。在网上搜了一个javascript的例子，以说明它的弱类型性：

var result=5+5; //two numbers
alert(result);　 //outputs "10"
var result=5+'5'; // a number and a string
alert(result);　 //outputs "55"

总结

现在是初学Python，肯定会有所困惑，也会受Java语言的影响，有一些思维定式，一开始难以改变。相信随着学习的不断深入，一些疑惑会逐渐清晰，对Python的理解也会逐渐深入。

虽然在语法特性上Python有很多和Java不同的地方，但是既然Python能如此成功，那么肯定有它自己的语法优势。由于python是纯解释型的脚本语言，这些语法特性肯定和他脚本语言的特性有所联系，也会直接决定解释器的行为。那么随着对python的不断深入，也肯定对这些底层的原理有所了解。