如何检查具体方法是否遵守抽象方法的类型提示

Question

这是一个由两部分组成的问题，但第二部分依赖于第一部分。

出于教育目的，我试图为组实现一个抽象基类和测试套件（抽象代数的概念）。代数群定义的一部分相当于类型约束，我想在 ABC 上实现该类型约束，并且如果具体类上的方法不符合该约束，则会有一些抱怨。

我已经为逻辑下的布尔值组实现了第一遍实现and，但它至少有两个问题，我希望你能帮助我修复它。

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod


class AbsGroup(ABC):
    @abstractmethod
    def op(self, other: AbsGroup) -> AbsGroup:   # <-- Line-of-interest #1
        pass


class Bool(AbsGroup):

    def __init__(self, val="False"):

        if val not in ["True", "False"]:
            raise ValueError("Invalid Bool value %s" % val)

        self.val = val

    def op(self, other):
        """Logical AND"""
        if self.val == "True" and other.val == "True":  # <-- Line-of-interest #2
            return Bool("True")
        return Bool("False")

    def __eq__(self, other):
        return self.val == other.val

    def __repr__(self):
        return self.val

首先：兴趣线#1 正在执行类型约束工作，但当前的实现是错误的。它仅检查该方法是否接收并返回一个AbsGroup实例。这可以是任何AbsGroup实例。我希望它检查它所继承的具体类，它接收并返回该具体类的实例（因此在Bool它接收并返回 的实例的情况下Bool）。练习的重点是在一个位置执行此操作，而不是必须在每个具体类上专门设置它。我认为这是通过一些类型提示泛型完成的，这些泛型比我尚未深入研究的类型提示更深一些。我该怎么做呢？

其次：如何检查具体方法是否符合抽象类型提示？我的 IDE (PyCharm) 中的类型检查器抱怨 Line-of-interest #2，因为它期望other类型为AbsGroup，而该类型没有属性val。这是预料之中的，如果我能找到第一个问题的解决方案，这种情况就会消失，但我的 IDE 是我能找到的唯一注意到这种差异的东西。mypy默认情况下对此事保持沉默，flake8 和 pylint 也是如此。PyCharm 的功能很棒，但如果我想将其合并到工作流程中，我必须运行什么命令，如果我的具体方法不符合抽象签名，该命令会失败？

Answer 1

第一个提示：如果mypy告诉你的还不够，请尝试mypy --strict。

您正确地认识到基类中的类型注释op限制不够，实际上与子类不兼容。

看看这个不起作用的例子。

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod


class AbsGroup(ABC):
    @abstractmethod
    def op(self, other: AbsGroup) -> AbsGroup:
        pass


class Bool(AbsGroup):
    def __init__(self, val: str = "False") -> None:
        self.val = val

    def op(self, other: Bool) -> Bool:
        ...

我用正确的类型注释op了，但现在 mypy 抱怨：Bool

file.py:15: 错误：“op”的参数 1 与超类型“AbsGroup”不兼容；超类型将参数类型定义为“AbsGroup”

您有两个选择：要么使基本注释的限制更少（Any），要么使您的类成为Generic一个：

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod

from typing import TypeVar, Generic


T = TypeVar('T')


class AbsGroup(Generic[T], ABC):
    @abstractmethod
    def op(self, other: T) -> T:
        pass

# EDIT: ADDED QUOTES AROUND Bool
class Bool(AbsGroup['Bool']):
    def __init__(self, val: str = "False") -> None:
        self.val = val

    def op(self, other: Bool) -> Bool:
        ...

这涉及几个步骤：

1. 创建类型变量T（看起来类似于其他语言中的泛型类型变量）
2. 让基类也继承，Generic[T]使其成为泛型类
3. 更改op方法以获取并返回T
4. 让子类继承AbsGroup[Bool]（在 C++ 中这称为CRTP）

这会沉默mypy --strict，PyCharm 会正确推断 的返回类型op。

编辑：

之前的子类定义看起来像这样，class Bool(AbsGroup[Bool]): ... 没有引号。但这不起作用，并且会NameError在创建类时抛出：

NameError：名称“Bool”未定义

这是PEP 563中所写的预期行为。

[...] 但是，打字模块中的一些 API 使用该语言的其他语法结构，并且这些 API 仍然需要使用字符串文字解决前向引用问题。该列表包括：[...]

• 基类：

  class C(Tuple['<type>', '<type>']): ...

因此，即使我们使用了 future 导入，在这种情况下仍然需要引号。

请注意：为什么使用字符串符号作为布尔值？已经有两个完美工作的实例，称为True和False。这将使您的代码更加简单。例如，构造函数中的检查可以简化为if type(val) is bool（我不会isinstance在这里使用，因为您可能不想val成为自定义类型？）。