用特定类型的值表示 Enum 的正确方法

如何解决用特定类型的值表示 Enum 的正确方法

我试图表示一个枚举，其中每个键的值必须具有特定类型。例如，我已经定义了这个：

from enum import Enum,auto
from typing import Any

class MatchType(Enum):
    NATIVE = auto()
    DICTIONARY = auto()
    LIST = auto()

class MatchResult:
    type: MatchType
    value: Any

    def __init__(self,type: MatchType,value: Any):
        self.type = type
        self.value = value

现在我如何将这些类型关联到相应的值类型？我的意思是，如果一个函数返回一个 MatchResult with type = MatchType.NATIVE 我想 Mypy 检查我使用的是 float | int | string | bool 作为值：

def fn_returs_primitive() -> MathResult:
    ...
    return MathResult(MatchType.NATIVE,[1,2,3])  # This CAN NOT happen as NATIVE should be int,float,string or boolean,NOT a list

我如何确保在 Python 中做到这一点？

例如，在 Rust 中，您可以定义一个 Enum，其中每个类型都有参数：

use std::collections::HashMap;

enum MatchType<T> {
    NATIVE(u32),DICTIONATY(HashMap<String,T>),LIST(Vec<T>)
}

Python 中是否存在类似的东西？任何形式的帮助将不胜感激

解决方法

Python 有一个未标记的联合类型，称为 Union。这种类型被认为是未标记的，因为没有信息存储选择了枚举的哪个变体。对于您的用例，这是一个未标记的实现：

from typing import TypeVar,Union

T = TypeVar("T")
MatchType = Union[int,dict[str,T],list[T]]

def get() -> MatchType:
    return [1,2,3]

def match_on(match_type: MatchType):
    if isinstance(match_type,int):
        print("An int.")
    elif isinstance(match_type,dict):
        print("A dict.")
    elif isinstance(match_type,list):
        print("A list.")

但是请注意，我们必须在匹配过程中遍历所有可能的 MatchType。这是因为没有与未标记联合的变体一起存储的标记，我们可以通过这些标记来索引地图/表。进行恒定时间匹配的幼稚尝试可能如下所示：

def match_on(match_type: MatchType):
    {
        int: lambda: print("An int."),dict: lambda: print("A dictionary."),list: lambda: print("A list.")
    }[type(match_type)]()

但是给定一个 int 的子类，这会抛出一个 IndexError，因为类型不是严格的 int。

为了像 rust 编译器为了匹配标记联合而启用恒定时间匹配，您必须像这样模拟标记联合：

from dataclasses import dataclass
from typing import TypeVar,final,Generic,Union

T = TypeVar("T")

@final
@dataclass
class MatchNative:
    value: int

@final
@dataclass
class MatchDictionary(Generic[T]):
    value: dict[str,T]

# Avoid collision with built in type `List` by prepending `Match`.
@final
@dataclass
class MatchList(Generic[T]):
    value: list[T]

MatchType = Union[MatchNative,MatchDictionary[T],MatchList[T]]

def get():
    return MatchList([1,3])

def match_on(match_type: MatchType):
    {
        MatchNative: lambda: print("An int."),MatchDictionary: lambda: print("A dictionary."),MatchList: lambda: print("A list.")
    }[type(match_type)]()

@dataclass 注释不是必需的，它只是为我随后在 __init__ 函数中使用的标签创建一个 get。

在这里，我们创建了三个类，其中包含每种类型的相关数据，同时由于引入了额外的间接层，它们本身也用作标记。这些类被创建为 @final 以排除作为 Union 实例给出的标签的子类。 @final 注释启用恒定时间匹配。

请注意，未标记和标记的实现仍然缺少详尽性检查，而 rust 的 match 语句具有。 Python 3.10 带有 match 语句，但我还没有研究 mypy 是否能够使用它执行详尽检查。