python - 当包装器具有实例变量时键入类装饰器

Question

考虑到 mypy 的当前限制，这个装饰器的类型是否正确？我在下面包含示例用法:

import functools
from typing import TypeVar, Type, Any, cast

C = TypeVar('C', bound=Type[Any])


def singleton(cls: C) -> C:
    """Transforms a class into a Singleton (only one instance can exist)."""

    @functools.wraps(cls)
    def wrapper(*args: Any, **kwargs: Any) -> Any:
        if not wrapper.instance:  # type: ignore  # https://github.com/python/mypy/issues/2087
            wrapper.instance = cls(*args, **kwargs)  # type: ignore  # https://github.com/python/mypy/issues/2087
        return wrapper.instance  # type: ignore  # https://github.com/python/mypy/issues/2087

    wrapper.instance = None  # type: ignore  # https://github.com/python/mypy/issues/2087
    return cast(C, wrapper)


@singleton
class Test:
    pass


if __name__ == '__main__':
    a = Test()
    b = Test()
    print(a is b)

我必须在 instance 属性出现的行上添加 type: ignore，否则 mypy 会标记这些错误:

错误:“Callable[..., Any]”没有属性“instance”

Answer 1

您的函数接受类型为 C 的参数并返回相同类型的结果。因此，根据 mypy a 和 b 将具有相同的类型。您可以使用 reveal_type 检查它。

reveal_type(a) # Revealed type is 'test.Test'
reveal_type(b) # Revealed type is 'test.Test'

---

无论如何，cast 和 # type: ignore 都应该谨慎使用，因为它们告诉 mypy 相信您(开发人员)类型是正确的，即使它无法确认。

我在您的代码中看到的潜在问题是您正在用一个函数替换一个类(即 Test)，这可能会破坏一些代码。例如:

>>> Test
<function Test at 0x7f257dd2bae8>
>>> Test.mro()
AttributeError: 'function' object has no attribute 'mro'

您可以尝试的另一种方法是替换装饰类的 __new__ 方法:

def singleton(cls: C) -> C:
    """Transforms a class into a Singleton (only one instance can exist)."""

    new = cls.__new__

    def _singleton_new(cls, *args, **kwds):
        try:
            inst = cls._instance
        except AttributeError:
            cls._instance = inst = new(cls, *args, **kwds)
        return inst

    cls.__new__ = _singleton_new
    return cls

在这种情况下，您不会替换整个类，因此您不太可能破坏使用该类的其他代码:

>>> Test                                                                                                                                                   
test.Test

>>> Test.mro()                                                                                                                                                           
[test.Test, object]

请注意，上面的代码只是一个示例，用于显示您当前方法的局限性。因此，您可能不应该按原样使用它，而应该寻找更可靠的解决方案。