Python 字典的静态类型分析

Question

有人可以解释为什么这段代码虽然有效，但会导致 mypy 静态分析器以多种方式报错：

ranges = dict()
ranges['max'] = 0
ranges['services'] = []
ranges['services'].append('a')

即：

error: Incompatible types in assignment (expression has type "List[<nothing>]", target has type "int")

error: "int" has no attribute "append"

如果我只是将类型提示添加到 ranges: dict = dict() 的初始变量，它就可以正常工作。

我很困惑为什么静态分析器不能自己解决这个问题，尤其是当我在第一个实例中使用 dict 关键字来初始化字典时。

Answer 1

字典通常用作键控集合，最重要的操作是查找与任意键关联的值。通常在字典中，每个键都有相同的类型，每个值也有相同的类型；如果值是异构的，则表达式 ranges[key] 不一定具有特定类型（尽管您可以将其表示为联合）。

在您的代码中，静态分析器正在尝试推断您的字典的类型。它期望的类型是 Dict[K, V] 形式，其中 K 和 V 尚未确定。第一个赋值 ranges['max'] = 0 给出了关于两个未知数的信息：K 似乎是 str 而 V 似乎是 int。所以此时，ranges被推断为类型Dict[str, int].

接下来的两行会给出错误，因为空列表不能用作 Dict[str, int] 中的值，而 Dict[str, int] 中的值没有 [=23] =]方法。

显式类型注释 ranges: dict = dict() 通过指定这是一个异构字典来否决默认行为，因此值不必都具有相同的类型。鉴于该信息，静态分析器不会假设因为其中一个值是 int 它们都必须是 ints.

Answer 2

由于您没有提供任何注释，mypy 必须尝试推断类型。它可以做出一些选择：

ranges = dict() 表示 range: Dict[Any, Any]

这将接受您的所有代码。它还会接受 ranges['services'].keys() 或任何其他操作，因为它会删除所有类型信息。
ranges['max'] = 0 表示 range: Dict[str, int]

这就是 mypy 的选择。它拒绝任何非整数的值，特别是您的 list.
ranges['services'] = [] 表示 range: Dict[str, list]

这只接受您的 ranges['services'] 字段。 ranges['max'] 无效，因为它不是 list.
ranges['max'] = 0 和 ranges['services'] = [] 意味着 range: Dict[str, Union[int, list]]

这接受值的分配。它拒绝 ranges['services'].append('a') 因为 ranges['services'] 可能是 int.

基本上，none 这些工作。使用普通 Dict[K, V]，您的代码无法正确输入。

您可以使用 typing.TypedDict 显式注释 ranges。由于dict一般不限于静态键值对，所以mypy不会自己推断。

class Ranges(TypedDict):
    max: int
    services: List[str]

ranges: Ranges = dict()

Python 字典的静态类型分析

Static type analysis with Python dicts

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