Signature 对象是 Python 的 inspect 模块中用来描述可调用对象（例如函数）的“调用签名”的一种数据结构。换句话说，它是一种结构化的表示形式，告诉你一个函数需要哪些参数、参数的类型、默认值以及函数的返回注解等信息。

主要特点

1. 参数信息
   Signature 对象内部有一个 .parameters 属性，这是一个有序字典（OrderedDict），其中每个键是参数名称，对应的值是一个 Parameter 对象。每个 Parameter 对象记录了单个参数的详细信息，比如：

   • 参数名
   • 类型注解（如果有）
   • 默认值（如果没有默认值，则使用特殊标记 Parameter.empty）
   • 参数种类（如仅位置参数、位置或关键字参数、可变参数 *args、仅关键字参数、可变关键字参数 **kwargs 等）

2. 返回注解
   Signature 对象还包含了函数的返回注解。如果函数有返回类型的说明，这部分信息也会保存在 Signature 对象中。

3. 方法支持
   Signature 对象不仅仅是一个静态的数据存储，还提供了一些有用的方法，比如：

   • bind()：可以用来将一组实参绑定到参数上，检查调用是否符合函数定义。
   • bind_partial()：类似于 bind()，但允许部分参数缺失（比如用于构造部分函数）。
   • replace()：可以创建一个新的 Signature 对象，对某些参数或返回注解进行修改。

举个例子

假设有这样一个函数：

python">def foo(a: int, b: int = 10) -> bool:pass

使用 inspect.signature(foo) 得到的 Signature 对象在打印时会显示为：

(a: int, b: int = 10) -> bool

这个输出告诉我们：

• 函数 foo 接受两个参数，其中 a 是必填的（没有默认值），并且类型注解是 int；
• 参数 b 有默认值 10，同样注解为 int；
• 函数返回的类型注解为 bool。

如果你进一步访问 inspect.signature(foo).parameters，你会得到一个有序字典，其中包含参数 a 和 b 的详细信息（每个都是一个 Parameter 对象）。

生活中的比喻

可以把 Signature 对象想象成一道菜的配方说明。配方上写明了这道菜需要哪些原料（参数）、每种原料的用量（默认值）、原料的种类（类型注解）以及这道菜最终会是什么样子（返回注解）。有了这个配方，你就知道如何正确地准备和调配每一种材料，以便做出美味的菜肴。

总之，Signature 对象就是一个全面记录了函数调用规则的说明书，它帮助我们在代码中进行动态分析和参数校验。

示例代码：

def jsonschema1(f):"""Generate a JSON schema for the input parameters of the given function.Parameters:f (FunctionType): The function for which to generate the JSON schema.Returns:Dict: A dictionary containing the function name, description, and parameters schema."""print(inspect.signature(f))print(inspect.signature(f).parameters)jsonschema1(abc)

输出：

inspect.signature(f) 返回的是一个 Signature 对象，它完整地描述了函数 f 的调用签名，包括所有参数以及函数的返回注解。而 inspect.signature(f).parameters 则是这个 Signature 对象的一个属性，它是一个有序字典（OrderedDict），专门存储函数 f 的每个参数的信息，每个键是参数名，对应的值是一个 Parameter 对象，其中包含了该参数的类型注解、默认值、参数种类（如位置参数、关键字参数等）等详细信息。

区别

• Signature 对象 (inspect.signature(f))：

  • 包含函数的完整签名信息。
  • 除了参数信息外，还包括返回注解等其他信息。
  • 可以通过打印它来得到类似 (a, b=10, *args, **kwargs) -> return_annotation 的字符串表示。

• .parameters 属性：

  • 是 Signature 对象的一个组成部分。
  • 仅包含参数相关的信息，存储为一个有序字典，保证了参数的顺序（与定义时的顺序一致）。
  • 每个字典项的值是一个 Parameter 对象，里面详细描述了单个参数的属性（比如类型注解、默认值、参数种类等）。

联系

• 包含关系：

  • .parameters 是 Signature 对象的一个属性。换句话说，当你调用 inspect.signature(f) 得到一个 Signature 对象时，其中就包含了一个 .parameters 属性，这个属性专门用来存储函数参数的信息。

• 用途互补：

  • 如果你只需要查看函数的参数列表及每个参数的详细属性，就可以直接访问 .parameters。
  • 如果你需要了解整个函数的调用签名（包括返回值的注解等信息），则应该使用整个 Signature 对象。

再举个例子

假设有下面这个函数：

python">def foo(a: int, b: int = 10, *args, **kwargs) -> bool:pass

当你调用：

python">sig = inspect.signature(foo)
print(sig)  # 输出: (a: int, b: int = 10, *args, **kwargs) -> bool

这个输出就是 Signature 对象提供的完整签名。而当你查看参数信息：

python">params = sig.parameters
print(params)

你可能会看到类似如下的输出（顺序和具体表示可能略有不同）：

OrderedDict([('a', <Parameter "a: int">),('b', <Parameter "b: int = 10">),('args', <Parameter "*args">),('kwargs', <Parameter "**kwargs">)
])

这里，每个 Parameter 对象中都包含了参数的详细信息，如类型注解和默认值（如果有）。

总结

• 联系： .parameters 是 Signature 对象的一个属性，二者一起构成了对函数签名的完整描述。
• 区别： Signature 对象包含整个函数签名（参数及返回注解），而 .parameters 只包含参数的详细信息。