类型提示中的子类

2025-03-13 09:20:00
admin
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摘要:问题描述:我想允许使用 Python 3 进行类型提示以接受某个类的子类。例如:class A: pass class B(A): pass class C(A): pass def process_any_subclass_type_of_A(cls: A): if c...

问题描述:

我想允许使用 Python 3 进行类型提示以接受某个类的子类。例如:

class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C(A):
    pass

def process_any_subclass_type_of_A(cls: A):
    if cls == B:
        # do something
    elif cls == C:
        # do something else

现在输入以下代码:

process_any_subclass_type_of_A(B)

我收到 PyCharm IDE 提示

Expected type A, got Type[B] instead.

我如何才能改变这里的类型提示来接受 A 的任何子类型?

根据PEP 484(“类型为特定参数类型的子类型的表达式也被该参数接受。”),我理解我的解决方案(cls: A)应该有效?


解决方案 1:

当您指定时cls: A,您说的是cls需要一个类型的实例A

对于 python 3.5.2 到 3.8,指定cls为类型A(或其子类型)的类对象的类型提示使用typing.Type

from typing import Type
def process_any_subclass_type_of_A(cls: Type[A]):
    pass

从类对象的类型来看:

有时您想讨论从给定类继承的类对象。这可以拼写为Type[C]其中C是类。换句话说,当C是类的名称时,使用C注释参数声明该参数是C(或子类的C)实例,但使用Type[C]作为参数注释声明该参数是从C(或其C自身)派生的类对象。

从 python 3.9 开始,建议使用内置函数type

def process_any_subclass_type_of_A(cls: type[A]):
    pass

解决方案 2:

如果我们查看模块Type的描述typing,那么我们会看到这些文档:

可用于注释类对象的特殊构造。

例如,假设我们有以下类:

 class User: ...  # Abstract base for User classes
 class BasicUser(User): ...
 class ProUser(User): ...
 class TeamUser(User): ...

并且一个函数接受一个 User 子类的类参数并返回相应类的实例::

 U = TypeVar('U', bound=User)
 def new_user(user_class: Type[U]) -> U:
     user = user_class()
     # (Here we could write the user object to a database)
     return user

 joe = new_user(BasicUser)

此时类型检查器知道 joe 具有 BasicUser 类型。

基于此,我可以想象一个综合示例,重现 PyCharm 中类型提示错误的问题。

from typing import Type, Tuple

class BaseClass: ...

class SubClass(BaseClass): ...
class SubSubClass(SubClass): ...

def process(model_instance: BaseClass, model_class: Type[BaseClass]) -> Tuple[BaseClass, BaseClass]:
    """ Accepts all of the above classes """
    return model_instance, model_class()


class ProcessorA:
    @staticmethod
    def proc() -> Tuple[SubClass, SubClass]:
        """ PyCharm will show an error 
        `Expected type 'tuple[SubClass, SubClass]', got 'tuple[BaseClass, BaseClass]' instead` """
        return process(SubClass(), SubClass)


class ProcessorB:
    @staticmethod
    def proc() -> Tuple[SubSubClass, SubSubClass]:
        """ PyCharm will show an error 
        `Expected type 'tuple[SubSubClass, SubSubClass]', got 'tuple[BaseClass, BaseClass]' instead` """
        return process(SubSubClass(), SubSubClass)

但是我们在文档中看到,可以使用参数Type来纠正这种情况。然后在声明为类型的地方使用它。TypeVar`bound`BaseClass

from typing import TypeVar, Type, Tuple

class BaseClass: ...

B = TypeVar('B', bound=BaseClass)

class SubClass(BaseClass): ...
class SubSubClass(SubClass): ...

def process(model_instance: B, model_class: Type[B]) -> Tuple[B, B]:
    """ Accepts all of the above classes """
    return model_instance, model_class()


class ProcessorA:
    @staticmethod
    def proc() -> Tuple[SubClass, SubClass]:
        return process(SubClass(), SubClass)


class ProcessorB:
    @staticmethod
    def proc() -> Tuple[SubSubClass, SubSubClass]:
        return process(SubSubClass(), SubSubClass)

希望这会有所帮助。

解决方案 3:

Type[A] 也接受类本身,但这并不总是需要的。

如果你希望你的函数只接受子类,你应该使用NewType,例如

class A:
    pass

B = NewType('B', A)

def foo(cls: Type[B]):
   ...

解决方案 4:

从 Python 3.9 开始,可以使用内置函数type来类型提示对象,即无需导入typing.Type

def process_any_subclass_type_of_A(cls: type[A]):
    pass

process_any_subclass_type_of_A(B)    # <--- passed the class B itself

另一方面,如果你想要对 的任何子类的实例A进行类型提示,那么 OP 的代码应该可以解决问题。换句话说:

def process_any_subclass_type_of_A(obj: A):
    pass

process_any_subclass_type_of_A(B())  # <--- passed an instance of B
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