实例化一个 TypeVar 类型

Question

作为一名 C++ 程序员，以下代码对我来说似乎很自然，但它并不运行:

from typing import TypeVar, Generic, List, NewType

TPopMember = TypeVar('TPopMember')
Population = NewType('Population', List[TPopMember])
class EvolutionaryAlgorithm(Generic[TPopMember]):
    def __init__(self, populationSize: int) -> None:
        # The following raises TypeError: 'TypeVar' object is not callable
        self.__population = Population([TPopMember() for _ in range(populationSize)])

显然 Python 无法实例化实际上是 TypeVars 的类（TPopMember）。我只是想创建一个列表（人口），其中包含几个默认初始化（Python 中怎么说？）TPopMembers。我该怎么办？

我正在使用 Python 3.7.2.

Answer 1

您没有意识到类型提示是提示。也就是说，根本不要认为它是一个类型。你不能实例化它们。

据我从您的评论中了解到，您的意图是执行 C++ 模板允许您执行的操作。所以这是我实现这一目标的方法：

from typing import TypeVar, Generic, List, NewType, Type
import random

class PopMember:
    def __init__(self):
        self.x = random.randint(0, 100)
    def __repr__(self):
        return "Pop({})".format(self.x)

TPopMember = TypeVar("TPopMember")
Population = NewType('Population', List[TPopMember])

class EvolutionaryAlgorithm(Generic[TPopMember]):
    def __init__(self, member_class: Type[TPopMember], populationSize: int) -> None:
        self.__population = Population([member_class() for _ in range(populationSize)])
    def __repr__(self):
        return "EA({})".format(self.__population)

x = EvolutionaryAlgorithm(PopMember, 5)
print(x)

输出：

EA([Pop(49), Pop(94), Pop(24), Pop(73), Pop(66)])

您必须了解的是，如果您从 Generic[T] 派生了 class，则在创建 class 时需要使用 T 一些方法。在我的示例中，我 ~~创建一个虚拟对象并解析它的 class 并启动它。通常我不会这样写，我可以把 class 作为参数~~ 传入 class 给构造函数来请求生成这种特定类型的项目，因为 class 本身与它的实例不同，也是一个 Python 对象。（感谢 chepner 的建议）

Answer 2

您可以执行以下操作：

from typing import TypeVar, Generic, List, NewType
import random

class PopMember:
    def __init__(self):
        self.x = random.randint(0, 100)
    def __repr__(self):
        return "Pop({})".format(self.x)

TPopMember = TypeVar('TPopMember')
Population = NewType('Population', List[TPopMember])
class EvolutionaryAlgorithm(Generic[TPopMember]):
    def __init__(self, populationSize: int) -> None:
        obj = self.__orig_class__.__args__[0]
        self.__population = Population([obj() for _ in  range(populationSize)])

    @property
    def population(self):
        return self.__population

evolution = EvolutionaryAlgorithm[PopMember](100)
print(evolution.population)

可以在此处的实例中找到用于定义通用 class 的类型：self.__orig_class__.__args__[0].

对于 class 方法只需使用此 -> cls.__args__[0]

Answer 3

还有另一种可能性可以避免在序列化时出现问题类（即使用 pickle）。

除了使用 Generic，您还可以执行以下操作：

from typing import Callable, Any
import random
from enum import Enum
from functools import wraps

class PopMember:
    def __init__(self):
        self.x = random.randint(0, 100)
    def __repr__(self):
        return "Pop({})".format(self.x)

class PapMember:
    def __init__(self):
        self.x = random.randint(0, 200)
    def __repr__(self):
        return "Pop({})".format(self.x)


def check_type(func: Callable) -> Callable:
    """Decorator to check that the child class has defined the POINT_TYPE member attribute."""
    @wraps(func)
    def wrapper(obj, *args, **kwargs) -> Any:
        if not hasattr(obj, 'T'):
            raise NotImplementedError(
                "You can not instantiate an abstract class.")
        return func(obj, *args, **kwargs)
    return wrapper

class EvolutionaryAlgorithm:
    @check_type
    def __init__(self, populationSize: int) -> None:
        self.__population = [self.T() for _ in  range(populationSize)]

    @classmethod
    @check_type
    def create(cls, populationSize: int):
        """Example of classmethod."""
        # You can use T as cls.T
        return cls(populationSize=populationSize)

    @property
    def population(self):
        return self.__population

class EvolutionaryAlgorithmPopMember(EvolutionaryAlgorithm):
    T = PopMember

class EvolutionaryAlgorithmPapMember(EvolutionaryAlgorithm):
    T = PapMember

class EvolutionaryAlgorithmFactory(Enum):
    POP_MEMBER = EvolutionaryAlgorithmPopMember
    PAP_MEMBER = EvolutionaryAlgorithmPapMember

    def __call__(self, *args, **kwargs) -> Any:
        return self.value(*args, **kwargs)

    def __str__(self) -> str:
        return self.name


evolution = EvolutionaryAlgorithmFactory.POP_MEMBER(100)
print(evolution.population)

这将避免很多问题，而不是破解 python 内部。

这里的主要优点是您可以重用类方法函数。

实例化一个 TypeVar 类型

Instantiate a type that is a TypeVar

python

type-hinting

python-3.x