python - Python 中的受限泛型类型提示

Question

我想像这里一样创建一个工厂方法。

class A:
    ...

class B(A):
    def f(self):
        ...

class C:
    ...

def factory(cls):
    return cls()

但我想添加一些具有两个要求的类型提示:

• 只允许A 的子类作为factory 的参数。
• 当传递B时，正确检测到factory(B)是B的实例，即。允许使用 factory(B).f() 而不允许使用 factory(A).f()。

尝试 1

使用 typing 模块中的 Type。

from typing import Type

class A:
    ...

class B(A):
    def f(self):
        ...

class C:
    ...

def factory(cls: Type[A]):
    return cls()

factory(A)  # Ok
factory(B)  # Ok
factory(C)  # Fail
factory(A).f()  # Fail
factory(B).f()  # Fail -- Wrong!

这个正确地检测到 C 不应该作为 factory 的参数传递。但是，类型检查器不允许 factory(B).f()。

尝试 2

使用 TypeVar。

from typing import TypeVar, Type
T = TypeVar('T')

class A:
    ...

class B(A):
    def f(self):
        ...

class C:
    ...

def factory(cls: Type[T]) -> T:
    return cls()

factory(A)  # Ok
factory(B)  # Ok
factory(C)  # Ok -- Wrong!
factory(A).f()  # Fail
factory(B).f()  # Ok

可以很好地推断出 factory(B).f() 是好的，而 factory(A).f() 不是。但是，泛型没有限制，即。 factory(C) 也可以。

尝试 3

为 T 添加约束。

from typing import TypeVar, Type

class A:
    ...

class B(A):
    def f(self):
        ...

class D(A):
    ...

class C:
    ...

T = TypeVar('T', A)
def factory(cls: Type[T]) -> T:
    return cls()


factory(A)  # Ok
factory(B)  # Ok
factory(C)  # Fail
factory(A).f()  # Fail
factory(B).f()  # Ok

这看起来很有希望，至少 PyCharm 可以正确处理所有情况。但对于实际使用来说，这个解决方案实际上是最糟糕的 - 不允许单个约束错误出现，但尚不清楚原因。在 PEP 484 中，只有简短的一行说“应该至少有两个约束，如果有的话；不允许指定单个约束。'

有什么好的解决办法吗？我只有一些东西，比如添加一个“虚拟”类 _A，一个 A 的空白子类，并将它作为另一个约束来拥有这样的东西。

_A = NewType('_A', A)
T = TypeVar('T', A, _A)
def factory(cls: Type[T]) -> T:
    return cls()

但我真的不认为这是一个好的解决方案。

提前致谢!

Answer 1

将 TypeVar 与 bound 一起使用似乎可行:

from typing import Type, TypeVar

class A:
    ...

class B(A):
    def f(self):
        ...

class C:
    ...

AnyA = TypeVar("AnyA", bound=A)

def factory(cls: Type[AnyA]) -> AnyA:
    return cls()


factory(A).f()  # error: "A" has no attribute "f"
factory(B).f()  # ok!
factory(C)      # error: Value of type variable "AnyA" of "factory" cannot be "C"