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Python 获取函数签名与参数信息的方法

冷炫風刃

冷炫風刃

发布时间:2026-02-24 14:55:31

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来源于php中文网

原创

inspect.signature() 是最直接的获取方式,返回包含参数名、类型注解、默认值等的 signature 对象,支持普通函数、lambda 和绑定方法,但内置函数可能仅返回 (args, *kwargs)。

python 获取函数签名与参数信息的方法

inspect.signature() 是最直接的获取方式

Python 3.5+ 中,inspect.signature() 是读取函数签名的标准方法,它返回一个 Signature 对象,包含参数名、类型注解、默认值、是否可变参数等全部结构化信息。比旧的 inspect.getargspec() 更可靠,能正确处理 *args**kwargs、带注解的参数和 keyword-only 参数。

  • 对普通函数、lambda、绑定方法都有效;但对内置函数(如 lenprint)可能只返回 (*args, **kwargs),因为它们没有 Python 层签名
  • 如果函数用了 @functools.wraps 包装,必须确保装饰器正确复制了 __signature__,否则会拿到包装器的签名而非原函数的
  • 示例:
    import inspect
    def foo(a: int, b=2, *args, c: str = "x", **kw):
        pass
    <p>sig = inspect.signature(foo)
    print(list(sig.parameters.keys()))  # ['a', 'b', 'args', 'c', 'kw']

参数对象的 kind 字段决定调用规则

Signature.parameters 是个有序字典,每个值是 Parameter 实例,其 .kind 属性决定了参数在调用时的语法位置和约束——这是动态检查函数能否被某组参数调用的关键依据。

  • Parameter.POSITIONAL_ONLY:只能按位置传(如内置函数中的某些参数),Python 代码里极少显式声明
  • Parameter.POSITIONAL_OR_KEYWORD:最常见,位置或关键字均可
  • Parameter.VAR_POSITIONAL:对应 *args.name 就是 "args"
  • Parameter.KEYWORD_ONLY:必须用关键字传(如上面的 c),出现在 *args 之后
  • Parameter.VAR_KEYWORD:对应 **kwargs

inspect.Signature.bind() 能提前验证参数合法性

光看签名不够,真正要判断“这组参数能不能调用这个函数”,得用 bind() 方法。它模拟绑定过程,把实际参数映射到签名上,成功则返回 BoundArguments,失败抛出 TypeError

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  • 注意:bind() 不执行函数,只做静态检查;即使参数类型错误(比如传了 str 给标注为 int 的参数),它也不会报错——类型检查是运行时或靠第三方工具(如 mypy)做的
  • 如果函数有 **kwargs,而你传了未声明的关键字参数,bind() 默认不拒绝;需手动检查 bound.arguments 是否包含所有预期键
  • 示例:
    try:
        bound = sig.bind(1, c="ok")  # 缺少 b,但有默认值 → 成功
        bound.apply_defaults()       # 补全默认值
    except TypeError as e:
        print(e)  # 如 "missing 1 required argument: 'b'"

__annotations__ 和 __defaults__ 不能替代 signature()

直接读 func.__annotations__func.__defaults__ 看似简单,但极易漏掉关键信息:没有参数顺序保证(__annotations__ 是 dict)、无法区分 *args/**kwargs、keyword-only 参数的默认值存在 __kwdefaults__ 里,且不包含无默认值的 keyword-only 参数。

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  • 在 Python 3.6+ 中,__annotations__ 可能是字符串(PEP 563 延迟求值),直接访问可能得到未解析的表达式,而非真实类型
  • __defaults__ 是 tuple,长度只对应尾部有默认值的 positional-or-keyword 参数,无法知道哪些参数其实没默认值
  • 依赖这些魔术属性写通用参数检查逻辑,大概率在遇到 lambda、装饰器函数或复杂签名时崩溃或行为异常

真正难的是处理装饰器链和 __signature__ 被篡改的情况——哪怕只有一层没传透 __signature__inspect.signature() 返回的就是错的。这时候得人工 fallback 到 getattr(func, '__wrapped__', None) 往里挖,或者干脆放弃自动推导,靠文档或约定。

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