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【Python】Python 为什么没有 void 关键字?

void 是编程语言中最常见的关键字之一,从字面上理解,它是“空的、空集、空白”的意思,最常用于表示函数的一种返回值类型。

维基百科上有一个定义:

The void type, in several programming languages derived from C and Algol68, is the type for the result of a function that returns normally, but does not provide a result value to its caller.

在 C、Algol68 及它们所派生的几种编程语言中,void 类型是函数正常返回的一种类型,但是不会给调用者返回一个值。

简单来说,void 是一种类型(type),但是没有具体的值(value)。

这到底是什么意思呢?

以 Python 的几种常见类型为例,我们可以从对比中看出规律:int 是一种表示整数的类型,它有无限个可能的整数值;bool 是一种布尔类型,它有两个可能的值(True 和 False);NoneType 是一种表示 None 的类型,它只有一个值(None)。

至于 void,它是一种更为抽象的特殊类型,但是不包含任何值。

介绍完概念上的含义,我们就可以进入正题了。标题中的问题可以进一步分解成两个:

其它语言为什么要使用 void 关键字?

Python 为什么不设计出 void 关键字?

对于第一个问题,我们以 C/C++ 为例,先看看 void 的两种使用场景(PS:此处只考虑函数的用法,不考虑指针的用法,因为 Python 没有指针):
【Python】Python 为什么没有 void 关键字?
当 void 用在函数的参数位置时,它表示该函数不需要传参。

最初 C 语言的f() 表示参数数量不确定,为了另外表达“不需要参数”的语义,所以引入f(void) 作为限定。后来的语言(包括 Python)基本不在参数中使用 void,而是直接用f() 表示不需传参。C++ 为了兼容 C,所以才同时支持这两种语法。

当 void 用在函数前作修饰时,它表示该函数没有返回值。

在 C 语言中,若不声明返回类型,则f() 函数在编译后会返回整型的值。为了避免混乱,当不需要返回值时,就使用void f() 来作限定。

同时,更主要的是,它还起到了占位符的作用,表明一个函数的类型是已知的,这对代码可读性和编译都有所帮助。

void 作为函数的空返回值类型,这种用法在 C++/Java 中也被继承了。另外,在 Javascript 中也有 void 的身影,只不过它成了一种操作符,起到了完全不同的作用,此处不表。

但是,Python 从头到尾都没有 void 关键字。

为什么会这样?难道是因为在 Python 中不存在其它语言所面对的问题么?还是说,Python 中有自己的一套解决方案?

仍以跟函数相关的两种用法为例作分析吧。

在表示函数不需传参时,f(void)这种写法根本就是多余的,所以 Python 使用了最简单明了的无参式写法f()。

至于返回值类型的用法,在我们定义出一个函数时,例如最简单的def func():pass ,为了让它的调用结果func() 是一个合法的对象,那它必须具有一个有效的类型(type)。

这应该是以类型为基的编程语言都会遇到的共性问题,Python 也不例外。

这个时候,如果函数本身没有显式地 return 出一个对象的话,就有两种可能的解决办法:

方法一,即声明该函数为 void 类型,像 C 和其它语言所做的那样,只要能通过类型检查即可

方法二,则是 Python 所用的方法,即令解释器隐式地返回一个 None 对象,也就是令函数默认得到一个 NoneType 类型,再用于类型检查(PS:Javascript 也类似,只不过它默认返回的是 undefined,它不是一个对象,而是一种表示“未定义”的类型,类似于 void)

简单而言,Python 的设计思路是直接复用已有的 NoneType 类型,并让解释器来填补缺失掉的函数类型。

关于 Python 解释器的这个隐式填补过程,我已在上一篇《Python 函数为什么会默认返回 None?》文章详细分析过,感兴趣的同学可去查阅。

这样做的好处至少有两点:一是没有引入新的 void 类型和关键字;二是不需要程序员在函数前声明返回类型,这就跟有显式返回值的写法保持了一致。

试想一下,如果 Python 不让函数默认有返回值的话,就可能要写成 void def func():… 这样的形式,那它就变成了函数定义时的一种特例。与另一种特例函数相比,即异步函数asyc def func():… ,就可能引起混乱。

总体而言,Python 似乎认为 void 空类型不是那么有存在的必要,似乎 NoneType 类型就足够了,而当缺少返回值时,让解释器统一注入是极为方便的,因此才出现了我们看到的现状。

至此,文章标题的问题算是圆满回答了。

最后,让我们开始进入 ending 吧:本文明面上是以“Python 为什么没有 void 关键字”为切入点,然而,它实际上瞄准的却是“Python 为什么需要返回 None”的问题。

在《Python 函数为什么会默认返回 None?》这篇文章中,我介绍了 Python 中函数默认返回 None 的机制,它是属于“how can”的内容。但是为什么要默认返回 None 呢?这则是属于“why need”或者“why should”的问题,而它需要从 void 关键字的缺失开始谈起……

那么,为什么 Python 没有 void 关键字呢?请往上翻,重新阅读本文……

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