了解使用typing_extensions的TypedDict()为字典定义类型注解

在Python中，字典是一种非常常见的数据结构。然而，字典的键值对可以随意改变，这使得在编写代码时很难确保字典中包含特定的键和值的类型。为了解决这个问题，Python 3.8引入了typing_extensions模块中的TypedDict()类型注解。

TypedDict()允许我们为字典中每个键指定特定的值类型。这样一来，在编码期间，我们可以确保字典中的每个键和相应的值符合我们所期望的类型。在运行时，这个类型注解对代码没有任何影响，它只是为开发者提供了一种静态类型检查的功能。

让我们来看一个使用TypedDict()的例子。假设我们正在编写一个函数来记录某个学生的成绩。我们希望将学生的姓名、年龄和各个科目的成绩记录在一个字典中。

首先，我们需要导入TypedDict()函数和typing模块，如下所示：

from typing import TypedDict

接下来，我们可以使用TypedDict()定义我们希望的字典类型。在这个例子中，我们希望字典中有三个键：name（字符串类型）、age（整数类型）和grades（字典类型，其中键是字符串类型，值是浮点数类型）。

class Student(TypedDict):
    name: str
    age: int
    grades: dict[str, float]

现在，我们可以创建一个符合这个类型注解的字典作为学生的信息记录。我们可以使用字典字面量来指定每个键的值，并确保它们符合我们所期望的类型：

student_info: Student = {
    "name": "Alice",
    "age": 18,
    "grades": {
        "math": 90.5,
        "english": 85.2,
        "history": 92.7
    }
}

在上面的代码中，我们创建了一个名为student_info的字典，符合Student类型注解所定义的要求。

如果我们尝试修改该字典以包含不符合类型注解的值，例如给age赋予一个字符串类型的值，静态类型检查器将会抛出一个错误。

从上面的例子中可以看出，使用TypedDict()可以确保我们在编码期间对字典类型进行了正确的注解。这样一来，我们可以减少由于错误的数据类型导致的bug，并在编写代码时获得更好的智能提示。

需要注意的是，TypedDict()只是类型注解，不会对字典本身产生任何运行时的行为。这意味着我们可以像使用普通字典一样对其进行操作，包括添加、删除和修改键值对。

除了上述的基本使用方式，TypedDict()还支持一些其他特性，如支持可选键和必选键的定义，以及使用继承来定义更复杂的字典类型。在更复杂的情况下，您可以查阅typing_extensions模块的官方文档来了解更多细节。

综上所述，TypedDict()是Python中一种强大的工具，可用于为字典类型提供静态类型注解。通过使用TypedDict()，我们可以在编码期间确保字典中的键和值符合我们的预期类型，从而减少bug的发生。