为什么在 Pycharm 中连接混合类型列表时会收到警告？

Question

在 Pycharm 中，以下代码会产生警告：

from typing import List

list1: List[int] = [1, 2, 3]
list2: List[str] = ["1", "2", "3"]
list3: List[object] = list1 + list2
#                             ↳ Expected type List[int] (matched generic type List[_T]),
#                               got List[str] instead.

为什么？我不应该连接两个混合的提示类型列表吗？

Answer 1

喜欢Pycharm说这只是一个警告，您可以连接不同的对象或列表，但它被认为是一种不好的做法。

Answer 2

根据评论中的要求，以下是类型检查器不允许这样做的一些原因。

第一个原因有点平淡无奇：list.__add__ 的类型签名根本不允许传递包含相同类型的列表以外的任何内容：

_T = TypeVar('_T')

# ...snip...

class list(MutableSequence[_T], Generic[_T]):

    # ...snip...

    def __add__(self, x: List[_T]) -> List[_T]: ...

并且支持 PEP 484 的 Pycharm 使用（部分）来自 Typeshed 的数据。

我们有可能以某种方式扩展此类型签名（例如，重载它以在这种情况下也接受 List[_S] 和 return List[Union[_T, _S]]），但我不认为没有人会费心研究这种方法的可行性：这种东西在实践中不太有用，让那些想要严格同质列表或想要子类化列表的人的生活更加艰难，并且可能会破坏很多依赖于当前类型签名的现有代码。

此类型签名也可能反映了 PEP 484 初始设计期间做出的更广泛选择，即假设列表始终是同类的——始终包含相同类型的值。

严格来说，PEP 484 的设计者不需要做出这个选择：他们可能需要类型检查器来 special-case 与之交互，就像我们目前对元组所做的那样。但我认为不这样做总体上更简单。（也可以说是更好的风格，但无论如何。）

第二个原因与 PEP 484 类型系统的基本限制有关：无法声明某些函数或方法不修改状态。

基本上，只有当 lst1.__add__(lst2) 保证不会改变任何一个操作数时，您想要的行为才是安全的。但是实际上没有办法保证这一点——如果 lst1 是一些奇怪的列表子类，它将项目从 lst2 复制到它自己呢？然后暂时将 lst1 的类型从 SomeListSubtype[int] 放宽到 SomeListSubtype[object] 将是不安全的：lst1 将不再仅包含 adding/injecting 来自 [=16] 的字符串之后的整数=].

当然，实际上编写这样的子类也是不好的做法，但是类型检查器没有奢侈地假设用户会遵循最佳实践，如果不强制执行的话：类型检查器、编译器和类似工具是基本上是保守的野兽。

最后，值得注意的是 none 这些问题本质上是无法克服的。类型检查器实现者可以做几件事，例如：

修改列表的类型签名（并确保它不会破坏任何现有代码）
引入某种方式来声明一个方法是纯的——没有突变。基本上，概括 PEP 591 背后的思想也适用于函数。（但这需要编写 PEP，修改类型以使用新的类型结构，做大量仔细的设计和实现工作...）
当我们确定这两个变量不是列表的子类时，可能会 special-case 这种交互。（但实际上，我们确定知道这一点的次数非常有限。）

...等等。

但是所有这些事情都需要时间和精力去做：这是一个优先顺序的问题。 PyCharm（和 mypy 等）的问题跟踪器很长，而且不乏其他 bugs/feature 请求需要处理。

为什么在 Pycharm 中连接混合类型列表时会收到警告？

Why do I get a warning when concatenating lists of mixed types in Pycharm?

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