python - TypeVar 和 NewType 有什么区别？

Question

TypeVar和 NewType似乎相关，但我不确定何时应该使用它们，或者在运行时和静态时有什么区别。

Answer 1

这两个概念的相关性并不比任何其他与类型相关的概念更多。

简而言之，TypeVar 是一个可以在类型签名中使用的变量，因此您可以多次引用相同的未指定类型，而 NewType 用于告诉类型检查器某些值应该被视为它们自己的类型。

Type Variables

为简化起见，类型变量允许您多次引用同一类型，而无需确切指定它是什么类型。

在定义中，单个类型变量始终采用相同的值。

# (This code will type check, but it won't run.)
from typing import TypeVar, Generic, List, Tuple

# Two type variables, named T and R
T = TypeVar('T')
R = TypeVar('R')

# Put in a list of Ts and get out one T
def get_one(x: List[T]) -> T: ...

# Put in a T and an R, get back an R and a T
def swap(x: T, y: R) -> Tuple[R, T]:
    return y, x

# A simple generic class that holds a value of type T
class ValueHolder(Generic[T]):
    def __init__(self, value: T):
        self.value = value
    def get(self) -> T:
        return self.value

x: ValueHolder[int] = ValueHolder(123)
y: ValueHolder[str] = ValueHolder('abc')

如果没有类型变量，就没有一个好的方法来声明 get_one 或 ValueHolder.get 的类型。

TypeVar 上还有一些其他选项。您可以通过传入更多类型来限制可能的值(例如 TypeVar(name, int, str))，或者您可以给出一个上限，以便类型变量的每个值都必须是该类型变量的子类型类型(例如 TypeVar(name,bound=int))。

此外，您可以在声明类型变量时决定它是协变、逆变还是两者都不是。这本质上决定了何时可以使用子类或父类(super class)来代替泛型类型。 PEP 484 describes these concepts 更详细，并引用其他资源。

NewType

NewType 适用于当您想要声明一个不同的类型而不实际执行创建新类型的工作或担​​心创建新类实例的开销时。

在类型检查器中，NewType('Name', int) 创建一个名为“Name”的 int 子类。

在运行时，NewType('Name', int)根本不是一个类；它实际上是恒等函数，因此 x is NewType('Name', int)(x) 始终为 true。

from typing import NewType

UserId = NewType('UserId', int)

def get_user(x: UserId): ...

get_user(UserId(123456)) # this is fine
get_user(123456) # that's an int, not a UserId

UserId(123456) + 123456 # fine, because UserId is a subclass of int

对于类型检查器来说，UserId 看起来像这样:

class UserId(int): pass

但在运行时，UserId 基本上就是这样:

def UserId(x): return x

运行时的 NewType 几乎没有什么比这更重要的了。从Python 3.8.1开始，它的implementation几乎完全如下:

def NewType(name, type_):
    def identity(x):
        return x
    identity.__name__ = name
    return identity