Python で TypeScript の interface のように辞書オブジェクトの型定義を手軽に行う

Python で辞書オブジェクトを扱うとき、ある辞書の「キーのセットとその型」をひとまとまりで定義しておきたくなることがよくあります。

interface User {
  id: string
  name: string
  age: number
}

type User = {
  id: string
  name: string
  age: number
}

「クラスを作るほどではないけど最低限の束縛やデータのまとまり表現がほしい」という観点で、ちょうど上記のように TypeScript における interface や type のようなものが Python で書けないかと色々試行錯誤してみたので紹介します。

Python に擬似的な静的型付けを導入済みであることは前提とします。

TypedDict をつかう

標準モジュールに型に関する諸々を扱うtypingというものがありますが、その中にあるTypedDictを使います。

インポートはこうです：

from typing import TypedDict

ビルトイン化したのは Python 3.8 からなので、それ以前のバージョンで使いたい場合には PyPl にあるtyping-extensionsを使用します。

pip install typing-extensions

from typing_extensions import TypedDict

インポートするときは単語の区切り文字が-ではなく_であることに注意してください。

PyPl のこのページを見ればわかりますが、Python は 3.6 近辺以降で型に関するアップデートが急増しています（作者が積極的に Python に型による堅牢性を導入しようとしているとのこと）。そのほとんどの機能がtyping-extensionsではサポートされています。

つかいかた

利用方法はとても簡単で、以下のようにするだけです。とても感覚的。

class User(TypedDict):
  id: str
  name: str
  age: int

これはもちろん普段のプリミティブな型やクラスと同様の型アノテーションとして使用することができ、例えば引数の受け渡し時などに効果を発揮します。

def logIn(user: User) -> None:
  ...

ちなみに、いわゆる「Optional 指定」も可能で、こういう書き方もできます：

class User(TypedDict, total=False):
  id: str
  name: str
  age: int

ただしご想像の通り、特定のキーだけを Optional にする方法は（今のところ僕は）知りません。あったら教えてください。

その他、辞書オブジェクト名を入力したときその後に続くキー名の補完が効くのがかなり素敵です。こういう小さなイベントが開発のモチベーションを上げてくれますよね（たぶんそういう意味では「小さく」はない）。

@dataclass について

Python 3.7 以上であるならばdataclassというものを使うことで上記と似た挙動を実現できますが、これは使用のたびにクラスを生成するような作業が必要になるため「単なる辞書を扱いたい」というニーズからはズレ始めます。

@dataclass
class User:
  id: str
  name: str
  age: int

print(User("id0001", "mirumi", 3))
print(User(id="id0001", name="mirumi", age=3))

常用したことがないのでこれについては終わりにしますが、「似たようなものがある」という情報として残しておくことにします。

タプルの場合

本記事のメインの趣旨とはこれも少し違うものですが、タプルでも同じようなことが可能です。

from typing import NamedTuple

class User(NamedTuple):
  id: str
  name: str
  age: int