如何在 Python 中特化 class（键入泛型）

Question

如何为专门的（typing 意义上的）提供不同的定义class？

示例，为什么有用：

TElement = TypeVar('TElement')

class BaseCollection(Generic[TElement]):
    name: str
    data: List[TElement]

    def __add__(self, other: 'BaseCollection[TElement]'):
        return CombinedCollection[TElement].from_collections(self, other)
    ...

class Collection(BaseCollection):
    pass

# how do I do this specialization
class Collection[int](BaseCollection[int]):
    def sum(self):
        return sum(self.data)


# so that CombinedCollection[int] has also the sum method
class CombinedCollection(Collection[TElement]):
    @classmethod
    def from_collections(cls, *lists: Collection[TElement]):

        return CombinedCollection[TElement]('(' + '+'.join(l.name for l in lists) + ')', 
            [x for l in lists for x in l])

# i.e. I can do
c = Collection[int]('my_collection c', [1,2])
d = Collection[int]('my_collection d', [-1, -2, -3])

cd = c + d
# and now I can do this:
cd.sum()
# -3
cd.name
# (my_collection c+my_collection d)

Answer 1

实际上有一种方法可以做到这一点，但不是创建 class 的“特化”，您需要在 class 定义中定义 class 的所有方法（如果没有类型注释，这就是 Python 的样子），并在方法的 self 参数上添加类型约束：

class Collection(Generic[T]):
    def sum(self: "Collection[int]") -> int:
        ...

a = C[int]([1, 2, 3])
reveal_type(a.sum())  # int
b = C[str](["a", "b", "c"])
reveal_type(b.sum())  # error: Invalid self argument "C[str]" to attribute function "sum"

查看 mypy-play 上的具体示例。

请注意，这仅适用于具体类型，不适用于类型变量。如果将 int 替换为带边界 (TypeVar("T", bound=numbers.Real)) 或约束 (TypeVar("T", int, float)) 的 TypeVar，mypy 似乎会忽略它们并接受任何类型。上面的例子也证明了这一点。我认为这是错误或疏忽。

如何在 Python 中特化 class（键入泛型）

How to specialize a class in Python (typing generics)

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