Python是否有可能指定通用类型具有某些属性和方法

Question

在Python中，我想创建一个可以接受通用参数并返回相同类型的函数，我想以某种方式指定通用性具有某些属性和方法。我以为将typevar绑定到协议可以完成这项工作，但是我

只是为了举例说明了一个函数，例如，可以说该函数对输入进行分类。某些对象的数组和返回这些对象的排序阵列。对数组元素的唯一限制是，他们必须实现__ lt __

from __future__ import annotations
from typing import List, Protocol, TypeVar

class ComparableProto(Protocol):
    def __lt__(self, other: ComparableProto) -> bool: ...

Comparable = TypeVar("Comparable", bound=ComparableProto)

def sort(arr: List[Comparable]) -> List[Comparable]: ...

if __name__ == "__main__":
    sort([1, 2, 3])  # mypy will say: Value of type variable "Comparable" of "sortarr" cannot be "int"  [type-var]

我知道上面的示例无法正常工作，因为可比类型必须是coparable Proto的亚型，仅仅因为某些类型实现__ lt __不会使其成为Compobable Proto的子类型。

我注意到键入模块实现了几种名为支持*的通用协议类型，但是它们与我想要的不同之处

是否有什么方法可以实现我想要的东西？

Answer 1

您的代码几乎可以。 typevar绑定到协议，您完全按预期使用它没有错。问题在于协议定义中：int与compobableProto不兼容，因为它具有def> def __lt __（self，_____，_____的：int：int） - ＆gt;布尔。请注意，int仅与另一个int相媲美，而您的协议期望更宽的类型，compobableproto。您可以使用更简单的程序来验证这一点：

from __future__ import annotations
from typing import Protocol

class ComparableProto(Protocol):
    def __lt__(self, other: ComparableProto) -> bool: ...

x: ComparableProto = 1

mypy将解释，发生了什么，并用注释：

main.py:7: error: Incompatible types in assignment (expression has type "int", variable has type "ComparableProto")
main.py:7: note: Following member(s) of "int" have conflicts:
main.py:7: note:     Expected:
main.py:7: note:         def __lt__(self, ComparableProto) -> bool
main.py:7: note:     Got:
main.py:7: note:         def __lt__(self, int) -> bool

我建议您在 Playground 了解这一点不是很明显。

现在情况很清楚。如果仅定义协议仅具有相同类型的协议（读：至少），则错误将消失：

from __future__ import annotations
from typing import List, Protocol, TypeVar

_T = TypeVar('_T')

class ComparableProto(Protocol):
    def __lt__(self: _T, __other: _T) -> bool: ...  # Only same type allowed

Comparable = TypeVar("Comparable", bound=ComparableProto)

def sort(arr: List[Comparable]) -> List[Comparable]:
    return arr

sort([1, 2, 3])

协议中的dunder名称用于明确说明参数名称并不重要（因此调用obj .__ lt __（其他=其他=）某物）将不允许进行协议，但对于具有该参数的任何子类均可允许使用该参数> other）。显然，__ lt __是这种情况，因为它旨在用于操作员形式。

我知道上面的示例无法正常工作，因为可比类型必须是可比性proto的亚型，仅仅是因为某些类型实现__ lt __ lt __不会使其成为compobable Proto的子类型。

您的理解是错误的，每个级别实现__ lt __具有适当签名的 的子类型 compobableproto （和“子类”术语对于协议并不那么重要， ）。协议用于表示结构性亚型，因此另一类不需要从协议中继承就可以与之兼容。例如，大小来自键入（或collections.abc（如果您足够现代并使用python 3.9+）是一个定义的协议__ len __（self） - ＆gt; int。返回int的实现__ len __的任何类都与（读：subtype of）sip sized sized ，尽管不继承。参见 pep544 有关更多正式规则（请注意，请注意使用“亚型”术语而不是“子类”来避免误解）。