我可以在 Python 中限制子类的类型吗？

如何解决我可以在 Python 中限制子类的类型吗？

假设我想在添加一些有用方法的集合和列表上定义包装类，如下所示：

from abc import ABC

class AbstractGizmo(ABC):

    def bloviate(self):
        print(f"Let me tell you more about my {len(self)} elements")

class ListGizmo(list,AbstractGizmo):
    pass    

class SetGizmo(set,AbstractGizmo):
    pass

现在我可以打电话了：

>>> ListGizmo([1,2,3]).bloviate()
>>> SetGizmo({1,3}).bloviate()

但我也希望将 bloviate() 单独用作实用方法：

from typing import Union,Set,List

def bloviate(collection: Union[Set,List]):
    print(f"Let me tell you more about my {len(collection)} elements")


class AbstractGizmo(ABC):

    def bloviate(self):
        return bloviate(self)

所以我也可以这样做：

>>> bloviate([1,3])
>>> bloviate({1,3})

由于子类 ListGizmo 是一个列表，而子类 SetGizmo 是一个集合，所以这个设置实际上在实践中工作得很好。但是静态类型检查器（如 pyright）不知道这一点，因此它们（正确地）在此处显示错误：

class AbstractGizmo(ABC):

    def bloviate(self):
        return bloviate(self)  # Error: Type 'AbstractGizmo' cannot be assigned
                               # to type 'Set[UnkNown] | List[UnkNown]'

我是否可以通过某种方式向 Python / pyright 表明，“AbstractGizmo 的所有实例都保证在 Union[Set,List] 中”？这种语法让我无法理解。

（注意，当然在这个简单的例子中，我可以在每个子类上定义 bloviate() 来避免这个问题。实际上我有更多的方法和更多的包装子类，所以如果可以的话我会得到组合爆炸t 将它们抽象为 AbstractGizmo。）

解决方法

要正确 type mixin classes，请将 self 参数注释为与所需基本类型的功能匹配的 Protocol：

from typing import Protocol
from abc import ABC

class HasLength(Protocol):  # or just `typing.Sized` in this case
    def __len__(self) -> int: ...

def bloviate(collection: HasLength):
    print(f"Let me tell you more about my {len(collection)} elements")

class AbstractGizmo(ABC):
    def bloviate(self: HasLength):
        return bloviate(self)

class ListGizmo(list,AbstractGizmo):
    pass

ListGizmo().bloviate()  # this is fine

请注意，mixin 仍然可以与其他类型组合而不会引发静态类型错误。但是，使用相应的方法会触发运行时和静态类型检查的错误。

class IntGizmo(int,AbstractGizmo):
    pass

IntGizmo().bloviate() # error: Invalid self argument "IntGizmo" to attribute function "bloviate" with type "Callable[[HasLength],Any]"