Python 中的受限泛型类型提示

Question

我想创建一个像这里一样的工厂方法。

class A:
    ...

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

class C:
    ...

def factory(cls):
    return cls()

但我想添加一些类型提示，有两个要求：

• 仅A允许 的子类作为 的参数factory。
• 当B传递时，正确检测到factory(B)是 的实例B，即。factory(B).f()允许，而factory(A).f()不允许。

尝试1

Type从模块中使用typing。

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不应作为 的参数传递factory。然而，factory(B).f()类型检查器不允许。

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，这factory(B).f()是可以的，而factory(A).f()不是。然而，泛型是没有限制的，即。工厂（C）也可以。

尝试3

添加约束到T.

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 -A single constraint is not allowed尽管出现了错误，但尚不清楚原因。在 PEP 484 中，只有一行简短的内容：“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？我只有添加一个“虚拟”类_A（ 的空白子类）之类的东西A，并将其作为另一个约束来拥有类似的东西。

_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很好的解决方案。

先感谢您！

Answer 1

将 aTypeVar与 a 一起使用bound似乎有效：

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"