Python 相同的通用函数签名的类型注释

Question

typing.Callable 接受两个 "arguments"：参数类型和 return 类型。对于任意参数，参数类型应该是 ...，或者是显式类型列表（例如，[str, str, int]）。

有没有一种方法可以表示 Callable 具有完全相同但任意的泛型签名？

例如，假设我想要一个接受函数的函数并 returned 一个具有相同签名的函数，如果我预先知道函数签名，我可以这样做：

def fn_combinator(*fn:Callable[[Some, Argument, Types], ReturnType]) -> Callable[[Some, Argument, Types], ReturnType]:
    ...

但是，我事先不知道参数类型，我希望我的组合器具有适当的通用性。我曾希望这会奏效：

ArgT = TypeVar("ArgT")
RetT = TypeVar("RetT")
FunT = Callable[ArgT, RetT]

def fn_combinator(*fn:FunT) -> FunT:
    ...

但是，解析器（至少在 Python 3.7 中）不喜欢第一个位置的 ArgT。 Callable[..., RetT] 我能做到最好吗？

Answer 1

在 Python 3.10

之前

如果您根本不需要更改函数签名，您应该将 FuncT 定义为 TypeVar:

FuncT = TypeVar("FuncT", bound=Callable[..., object])

def fn_combinator(*fn: FuncT) -> FuncT:
    ...

Is there a way of representing Callables that have exactly the same, albeit arbitrary, signatures for generics?

与类型别名（例如：FuncT = Callable[..., RetT]）不同，TypeVar 允许类型检查器推断参数与 return 值之间的依赖关系，确保函数签名将一模一样

然而，这种方法是完全有限的。使用 FuncT 很难正确键入 returned 函数（参见 this mypy issue）。

def fn_combinator(*fn: FuncT) -> FuncT:
    def combined_fn(*args: Any, **kwargs: Any) -> Any:
        ...

    # return combined_fn  # Won't work. `combined_fn` is not guaranteed to be `FuncT`
    return cast(FuncT, combined_fn)

由于 PEP 484.

中引入的 Callable 的限制，这是我们从 Python 3.7 开始所能做的最好的事情

... only a list of parameter arguments ([A, B, C]) or an ellipsis (signifying "undefined parameters") were acceptable as the first "argument" to typing.Callable. --- PEP 612

Python 3.10+

幸运的是，可调用对象的类型注释在 Python 3.10 中变得更加灵活，typing.ParamSpec（所谓的“参数规范变量”）和 typing.Concatenate 在 [=28= 中提出].这扩展了 Callable 以支持注释更复杂的可调用对象。

这意味着您将能够执行以下操作：

P = ParamSpec("P")
RetT = TypeVar("RetT")

def fn_combinator(*fn: Callable[P, RetT]) -> Callable[P, RetT]:
    ...

它还允许我们在不使用 cast:

的情况下对 returned 调用进行完全类型检查

def fn_combinator(*fn: Callable[P, RetT]) -> Callable[P, RetT]:
    def combined_fn(*args: P.args, **kwargs: P.kwargs) -> RetT:
        ...

    return combined_fn

查看发行说明 here。

Python 相同的通用函数签名的类型注释

Python type annotation for identical, generic function signatures

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在 Python 3.10

Python 3.10+