get_type_hints 在 TypeVar 上

Question

给出这样的函数签名：

T = typing.TypeVar('T')

def foo(arg: T) -> '?':
  return arg.op()

函数的return类型与arg类型的"op"方法的return类型相同。在我看来，这些信息应该可以通过 IDE.

推导出来

class SomeClass:
  def op() -> int:
    ...

x = foo(SomeClass()) # IDE should know that x has type 'int'.

是否有类型提示的语法提示我如何从 foo 的函数签名中描述这种依赖关系？换句话说，我应该用什么表达式来替换上面代码中的 '?' 以获得预期的效果？

Answer 1

在这里使用 TypeVar 无效。因为你的 TypeVar 是不受约束的（没有声明自己受一种或多种类型的限制），你可以用它替换任何任意类型——object、int、str、float、Dict[str、List[str]]...

这意味着使用您当前的输入类型签名，return 类型是不可表达的：给定输入，有时根本就没有有效的 return 类型。

更广泛地说，您的工具是否能够推断出 return 类型实际上与此无关。 PEP 484 类型系统没有办法让你声明一个 return 类型，它完全基于函数体内的某些东西。相反，您必须声明 return 类型是固定的和具体的（如 int 或 str），或者是以某种方式与输入相关的通用类型。

后者有两种不同的方法。

首先，您可以坚持任何 class 与 op() 方法继承自某些 class，并让 class 输出 op 通用。例如：

from typing import Generic, TypeVar

TOp = TypeVar('TOp')

class Operation(Generic[TOp]):
    def op(self) -> TOp: pass

class SomeClass(Operation[int]):
    def op(self) -> int:
        # ...snip...
        return 4

class OtherClass(Operation[str]):
    def op(self) -> str:
        # ...snip...
        return "output"

# Or alternatively, reuse the TOp variable from above -- it would mean the
# exact same thing, since TypeVars are only placeholders.
T = TypeVar('T')

def foo(arg: Operation[T]) -> T:
    return arg.op()

# Deduces the output types should be int and str respectively
a = foo(SomeClass())
b = foo(OtherClass())

反过来对 arg 施加这些约束让我们得出结论 return 类型必须是什么。

这种方法的唯一缺点是修改 SomeClass 和 OtherClass 可能有点麻烦。如果你不想这样做，你可以做的是创建一个自定义 Protocol:

# Or, if you need to use older versions of Python, pip-install typing-extensions
# and do 'from typing_extensions import Protocol'.
from typing import Generic, Protocol, TypeVar

TOp = TypeVar('TOp')

# Doing 'class Blah(Protocol[T])' is a shorthand for
# doing 'class Blah(Protocol, Generic[T])'.
class SupportsOp(Protocol[TOp]):
    def op(self) -> TOp: ...

# SomeClass and OtherClass do *not* inherit SupportsOp!

class SomeClass:
    def op(self) -> int:
        # ...snip...
        return 4

class OtherClass:
    def op(self) -> str:
        # ...snip...
        return "output"

# Or alternatively, reuse the TOp variable from above -- it would mean the
# exact same thing, since TypeVars are only placeholders.
T = TypeVar('T')

def foo(arg: SupportsOp[T]) -> T:
    return arg.op()

# Still deduces the output types should be int and str respectively

a = foo(SomeClass())
b = foo(OtherClass())

主要区别在于协议使用结构子类型而不是名义子类型。对于名义子类型，如果 A 显式继承自 B，则类型 A 被认为是 B 的子类型。对于结构子类型，只要其方法与 B 中给出的方法签名匹配，A 就是 B 的子类型。

当然，您的 IDE 是否能够对此类泛型执行类型推断是一个单独的问题。像 mypy 这样的类型检查器肯定没有问题，而像 PyCharm 这样的 IDE 在大多数情况下通常似乎做得足够好，但你可能需要做一些测试才能知道什么是什么，什么不是'支持。

get_type_hints 在 TypeVar 上

get_type_hints on TypeVar

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