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请原谅我的困惑 - 我是使用打字的新手,并尝试将其与 mypy
一起使用进行检查。看起来我遇到的问题似乎发生在开始大量使用打字和 Mypy 的人身上。
我正在尝试定义数据类的抽象组合,它将被子类化为具体类以添加附加数据。
因此,以简化的形式,我尝试执行以下操作:
from dataclasses import dataclass
from typing import List
@dataclass
class TestResultImage:
base_var_a: int
@dataclass
class TestSeries:
imgs: List[TestResultImage]
# --- concrete instances -------
@dataclass
class SpecificImageType1(TestResultImage):
specific_var_b: float
specific_var_c: int
@dataclass
class SpecificSeries(TestSeries):
imgs: List[SpecificImageType1]
Mypy 在上述情况下失败并出现错误\
error: Incompatible types in assignment (expression has type "List[SpecificImageType1]", base class "TestSeries" defined the type as "List[TestResultImage]")
note: "List" is invariant -- see http://mypy.readthedocs.io/en/latest/common_issues.html#variance
note: Consider using "Sequence" instead, which is covariant
将 {List} 更改为 {Sequence} 可以解决问题 - 如错误中所述。
我见过不少与此问题相关的SO和Mypy git问题以及人们的困惑。
因此,我尝试阅读尽可能多的 Mypy 文档。
但它仍然 - 恕我直言 - 非常令人困惑,为什么当你子类化时 List
会出现问题。 ...或者可能困惑为什么“列表是不变的,但序列是协变的”。
所以我问,也许代表像我这样尝试真正使用打字的人,所以 Mypy,不仅仅是简单的例子 - 对于 List 有问题的原因有什么好的解释,以及任何地方的一些例子吗?
最佳答案
假设我们将以下内容添加到您的原始代码中:
def check_specific_images(imgs: List[SpecificImageType1]) -> None:
for img in imgs:
print(img.specific_var_b)
def modify_series(series: TestSeries) -> None:
series.append(TestResultImage(1))
specific = SpecificTestSeries(imgs=[
SpecificImageType1(1, 2.0, 3),
SpecificImageType1(4, 5.0, 6),
])
modify_series(specific)
check_specific_images(specific.imgs)
这个程序从表面上看应该进行类型检查:specic
是 TestSeries 的一个实例,因此执行 modify_series(specic)
是合法的。同样,specific.imgs
的类型为 List[SpecificImageType1],因此 check_specific_images(specific.imgs)
也是合法的。
但是,如果我们实际尝试运行该程序,当我们调用 check_specific_images
时,我们会收到运行时错误! modify_series
在我们的 List[SpecificImageType1] 中添加了一个 TestResultImage 对象,导致随后对 check_specific_images
的调用在运行时崩溃。
这个问题从根本上解释了为什么 mypy(或几乎任何其他理智的类型系统)不会让 List[SpecificImageType1] 被视为 List[TestResultImage] 的子类型。为了使一种类型成为另一种类型的有效子类型,应该可以在任何需要父类型的位置安全地使用该子类型。对于列表来说,情况根本不是这样。
为什么?因为列表支持 写操作。将 TestResultImage(或 TestResultImage 的任何子类型)插入 List[TestResultImage] 应该始终是安全的,但对于 List[SpecificImageType1] 则不然。因此,如果问题是列表是可变的,那么如果我们改用不可变的类型(仅支持读取操作)呢?这将使我们完全回避这个问题。
这正是 Sequence 的本质:它是一种包含列出支持的所有只读方法的类型(并且是 List 的父类(super class)型)。
更广泛地说,假设我们有某种泛型类型 Wrapper[T] 以及两个类 Parent 和 Child,其中 Child 是 Parent 的子类型。
这就提出了一个问题:Wrapper[Parent] 与 Wrapper[Child] 有何关系?
对此有四种可能的答案:
Wrapper 是协变:Wrapper[Child] 是 Wrapper[Parent] 的子类型。
Wrapper 是逆变:Wrapper[Parent] 是 Wrapper[Child] 的子类型。
Wrapper 是不变:Wrapper[Parent] 和 Wrapper[Child] 彼此无关,也不是对方的子类型。
Wrapper 是双变:Wrapper[Parent] 是 Wrapper[Child] 的子类型,Wrapper[Child] 是 Wrapper[Parent] 的子类型。
当您定义 Wrapper[T] 时,mypy 会让您选择是否希望该类型是协变、逆变还是不变。一旦您做出选择,mypy 将执行以下规则:
Mypy 不允许您创建双变类型:这种类型安全的唯一情况是它既不支持针对 T 的读取也不支持写入操作——这将是毫无意义的。
您通常只会在编程语言/类型系统中看到双变类型,这些语言/类型系统有意使泛型尽可能简单,即使这意味着让用户将上面所示的错误引入到他们的程序中。
这里的高级直觉是,支持针对 T 的读取操作或写入操作将对 Wrapper[Parent] 与 Wrapper[Child] 的关联方式施加约束 - 如果您支持这两种操作,则组合约束最终会使这两种类型完全无关。
关于python - 使用 Mypy 与类继承的混淆 - 列表与序列,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/61846009/
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