编辑“︁静态类型”︁

{{编程概念信息框
| 名称 = 静态类型
| 类型 = [[类型系统]]
| 相关概念 = [[动态类型]]、[[类型推断]]、[[编译时检查]]
}}

'''静态类型'''（Static Typing）是[[编程语言]]中一种[[类型系统]]的实现方式，指变量、函数参数和返回值等程序元素的类型在[[编译时]]就已经确定且不可更改。与[[动态类型]]语言不同，静态类型语言会在编译阶段进行类型检查，能够提前发现类型相关的错误。

== 基本概念 ==
在静态类型语言中，每个变量和表达式都有一个在编译时已知的特定类型。编译器会验证所有操作是否遵守类型规则，例如：
* 禁止将字符串赋值给整型变量
* 确保函数调用时参数类型匹配
* 检查运算符的操作数类型是否有效

=== 类型声明示例 ===
以下是一个Go语言的静态类型声明示例：
<syntaxhighlight lang="go">
package main

import "fmt"

func main() {
    var age int = 30       // 显式声明int类型
    name := "Alice"        // 编译器推断为string类型
    fmt.Println(name, "is", age, "years old")
    
    // age = "thirty"      // 编译错误：不能将字符串赋给int变量
}
</syntaxhighlight>

== 优势与特点 ==
静态类型系统具有以下主要优势：
* '''早期错误检测'''：在编译阶段就能发现类型不匹配等错误
* '''性能优化'''：编译器可以利用类型信息生成更高效的机器代码
* '''代码可维护性'''：类型声明作为文档，使代码更易于理解
* '''工具支持'''：支持更好的IDE自动完成和重构功能

=== 与动态类型对比 ===
{| class="wikitable"
|-
! 特性 !! 静态类型 !! 动态类型
|-
| 类型检查时机 || 编译时 || 运行时
|-
| 执行速度 || 通常更快 || 通常较慢
|-
| 灵活性 || 较低 || 较高
|-
| 典型语言 || [[Go]]、[[Java]]、[[C++]] || [[Python]]、[[JavaScript]]、[[Ruby]]
|}

== 实现方式 ==
现代静态类型语言通常采用以下实现方式之一：

=== 显式类型声明 ===
要求程序员明确指定每个变量的类型：
<syntaxhighlight lang="java">
int counter = 0;          // Java
string name = "Bob";      // C#
</syntaxhighlight>

=== 类型推断 ===
编译器根据上下文自动推断变量类型：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val message = "Hello"     // Kotlin推断为String类型
val pi = 3.14159          // 推断为Double
</syntaxhighlight>

== 实际应用 ==
静态类型在大型系统和性能关键型应用中特别有价值：
* '''操作系统开发'''：如[[Linux内核]]使用C语言（静态类型）
* '''分布式系统'''：如[[Kubernetes]]使用Go语言开发
* '''金融系统'''：要求严格的类型安全以防止计算错误

=== Go语言中的静态类型 ===
Go语言采用了实用的静态类型系统，同时提供类型推断简化代码：
<syntaxhighlight lang="go">
func add(a, b int) int {   // 参数和返回值都显式声明为int
    return a + b
}

result := add(5, 3)       // 正确
// result := add("5", 3)   // 编译错误：类型不匹配
</syntaxhighlight>

== 进阶主题 ==
=== 泛型 ===
现代静态类型语言通常引入[[泛型编程]]来增强灵活性，如Go 1.18+的泛型：
<syntaxhighlight lang="go">
func Swap[T any](a, b T) (T, T) {
    return b, a
}

x, y := Swap(1, 2)         // T被推断为int
s, t := Swap("a", "b")     // T被推断为string
</syntaxhighlight>

=== 类型系统理论 ===
从理论角度看，静态类型系统可以形式化表示为：
<math>
\Gamma \vdash e : \tau
</math>
其中Γ表示类型环境，e是表达式，τ是类型，读作"在环境Γ下，表达式e具有类型τ"。

== 参见 ==
* [[动态类型]]
* [[类型推断]]
* [[编译时检查]]
* [[泛型编程]]

[[Category:编程语言理论]]
[[Category:类型系统]]
[[Category:编程范式]]