Python 类型提示可以处理泛型类在方法中更改自己的类型吗？

Question

我有一个现有的类，它会在某个方法调用时更改一个重要的类型。它看起来像这样：

class RememberLast:
    def __init__(self, last):
        self._last = last

    def set(self, new_last):
        self._last = new_last

    def get(self):
        return self._last

remember = RememberLast(5)
type(remember.get())  # int
remember.set('wow')
type(remember.get())  # str
remember.set(4.5)
type(remember.get())  # float

理想情况下，remember 的类型将从RememberLast[int] 更改为RememberLast[str]，然后更改为RememberLast[float]。有没有办法用类型提示来表示这种情况？

在set() 中返回带有不同类型提示的self 并不理想，因为已经存在调用者。对于这些不使用返回值的现有调用者，类型将保持为 RememberLast[int]，即使类型已“销毁”并且不再正确。

我指的现有类是twisted.internet.defer.Deferred，它允许链接回调。最后一个返回值的类型成为下一个回调的参数。所以Deferred的类型可以认为是最后添加到它的回调的类型。

Answer 1

我将假设 RememberLast 必须能够处理除 ints、strings 和 floats 之外的事情（或超过有限的类型联合），因为否则你可以只需使用Union[int, str, float]。

不幸的是，我对您可以使用比 Any 更具体的注释感到悲观，原因有两个：

1. mypy's own's documentation 建议将 Any 用于动态类型代码。如果可以使用更具体的东西，他们会这么说的。
2. This StackOverflow question 提出了类似的问题，而接受的答案基本上是“重构，以便您可以显式定义预期的类型，或使用 Any”。

Answer 2

您可以使用泛型类来跟踪变化的类型。

定义两个泛型。

• T = 当前类型
• R = 我们调用 set 后的类型

from typing import TypeVar, Generic, Type

T = TypeVar("T")
R = TypeVar("R")


class RememberLast(Generic[T]):
    def __init__(self, last: T):
        self._last = last

    def set(self, new_last: R) -> "RememberLast[R]":
        return RememberLast(new_last)

    def get(self) -> T:
        return self._last

请注意，为了使此功能起作用，您需要将 set 的结果重新分配回 remember。我们需要这样做，因为set 的结果包含新的类型提示信息。

# int
remember = RememberLast(5)  # RememberLast[int]
print(type(remember.get()))  # <class 'int'>

# str
remember = remember.set("abc")  # RememberLast[str]
print(type(remember.get()))  # <class 'str'>

# float
remember = remember.set(4.5)  # RememberLast[float]
print(type(remember.get()))  # <class 'float'>

Answer 3

不幸的是，python 中的类型提示不会阻止类型的改变，例如在你的 sn-p 中，如果你使用下面的类型提示，它会给出相同的输出：

class RememberLast:
    def __init__(self, last: int):
        self._last = last

    def set(self, new_last: int):
        self._last = new_last

    def get(self):
        return self._last

remember = RememberLast(5)
type(remember.get())  # int
remember.set('wow')
type(remember.get())  # str
remember.set(4.5)
type(remember.get())  # float

有两种方法可以强制方法只采用特定类型：

1. 用isinstance断言：

class RememberLast:
    def __init__(self, last: int):
        assert isinstance(last, int)
        self._last = last

    def set(self, new_last: int):
        assert isinstance(last, int)
        self._last = new_last

    def get(self):
        assert isinstance(last, int)
        return self._last

remember = RememberLast(5)
type(remember.get())  # int
remember.set('wow')
type(remember.get())  # raises AssertionError
remember.set(4.5)
type(remember.get())  # raises AssertionError

1. 在部署代码之前使用带有类型提示的 mypy 以确保类型正确匹配

mypy my_python_script.py

这应该是输出

my_python_script.py:26: error: Argument 1 to "set" of "RememberLast" has incompatible type "str"; expected "int"
my_python_script.py:28: error: Argument 1 to "set" of "RememberLast" has incompatible type "float"; expected "int"
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