问在Python中设计具有正确类型注释的共享子类型功能
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Software Engineering用户

提问于 2022-01-06 23:58:34

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为了说明这个问题，我定义了一个PositiveNumber类，它是一个Number类的子类。由于Python不支持类型转换，所以我将from_number定义为一种方便的方法，可以用来将一个实例强制转换到另一个实例。这个方法对于Number类的所有子类型都是通用的，所以我将它放入父类中。

from __future__ import annotations

from typing import Any, Dict


class Number:
    def __init__(self, value: float, *args, **kwargs) -> None:
        self.value = value

    @classmethod
    def from_number(cls, other: Number) -> Number:
        return cls(**other.dict())

    def dict(self) -> Dict[str, Any]:
        return {
            "value": self.value
        }


class PositiveNumber(Number):
    def __init__(self, value: float, *args, **kwargs) -> None:
        if value <= 0:
            raise ValueError("Value must be a positive float value.")
        super().__init__(value)

    @property
    def is_positive(self) -> bool:
        return True

x = Number(1001) # this could be a positive number

# instead of writing this
y = PositiveNumber(value=x.value)

# I would like to be able to do this
y = PositiveNumber.from_number(x)

type(y)
# >> <class '__main__.PositiveNumber'>

正如我们所看到的，y是PositiveNumber的一个实例，正如我们所期望的，但它被注释为Number的一个实例。

为了避免这种情况，我必须在每个子类中覆盖from_number，以更正输出注释。

class PositiveNumber(Number):
    def __init__(self, value: float, *args, **kwargs) -> None:
        if value <= 0:
            raise ValueError("Value must be a positive float value.")
        super().__init__(value)

    @classmethod
    def from_number(cls, other: Number) -> PositiveNumber: #overridden
        return super().from_number(other)

    @property
    def is_positive(self) -> bool:
        return True

我的想法是，from_number应该是一个接口方法，但是接下来我必须在每个子类型中实现相同的功能，这将是很乏味的，因为代码大部分是相同的。

是否有一种更优雅的方式来做到这一点，或者这是一个完全糟糕的设计？

design

python

static-typing

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回答 1

Software Engineering用户

回答已采纳

发布于 2022-01-07 01:27:19

在类型理论中，你需要的概念称为MyType或SelfType。正如您所发现的，这是一个非常有用的特性，有两个主要的用例(clone / copy / dup方法和工厂/解析/反序列化方法)，而且我总是感到惊讶的是，几乎没有主流类型系统具有这个特性。我脑子里唯一的例外是TypeScript和生锈。

[注意: Scala也有一个名为自型的概念，但这是另一回事:它允许您将类型分配给this，而不是引用this类型。它还提供了单例类型，允许您引用仅由特定对象居住的类型，包括类似于this.type的内容。但是这太严格了:这指的是一个类型，其唯一的实例是当前的this，而不是与this具有相同类型的任何实例。]

对于Python和MyPy，您既幸运又不走运:好消息是Python有一个PEP 673中的自定义规范草案：

from typing import Any, Dict, Self


class Number:
    @classmethod
    def from_number(cls, other: Number) -> Self:
        return cls(**other.dict())

坏消息是，它仍然是一个草案，计划在Python3.11中实现，目前它是计划于2022年-第四季度发布。它已经在皮赖特和MyPy的叉子中实现了，但是它还没有在typing中实现(但是有一个拉请求)，也没有在MyPy的官方版本中实现。

这意味着，目前您必须使用Pyright (然而，这是没有意义的，因为您的代码将静态地键入check，然后在运行时由于缺少导入而失败)或解决办法记录在PEP 673中.：

from typing import Any, Dict, TypeVar


Self = TypeVar("Self", bound="Number")

class Number:
    @classmethod
    def from_number(cls: type[Self], other: Number) -> Self:
        return cls(**other.dict())