如何检查具体方法是否尊重抽象方法的类型提示

Question

这是一个由两部分组成的问题，但第二部分取决于第一部分。

出于教育目的，我正在尝试实现一个抽象基础 class 和组测试套件（来自抽象代数的概念）。 代数群的部分定义等效于类型约束，我想在 ABC 上实现该类型约束，如果具体类上的方法不符合该约束，我会抱怨。

对于逻辑and下的一组 Boolean 值，我有一个首次通过的实现，但它至少有两个问题，我希望你能帮我解决它。

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod


class AbsGroup(ABC):
    @abstractmethod
    def op(self, other: AbsGroup) -> AbsGroup:   # <-- Line-of-interest #1
        pass


class Bool(AbsGroup):

    def __init__(self, val="False"):

        if val not in ["True", "False"]:
            raise ValueError("Invalid Bool value %s" % val)

        self.val = val

    def op(self, other):
        """Logical AND"""
        if self.val == "True" and other.val == "True":  # <-- Line-of-interest #2
            return Bool("True")
        return Bool("False")

    def __eq__(self, other):
        return self.val == other.val

    def __repr__(self):
        return self.val

首先：兴趣线#1 是在做类型约束工作，但当前的实现是错误的。 它只检查该方法是否接收并返回一个AbsGroup实例。 这可以是任何AbsGroup实例。 我希望它检查它是否被继承的具体 class 接收并返回该具体 class 的实例（因此在Bool的情况下，它接收并返回Bool的实例）。 练习的重点是在一个位置执行此操作，而不必在每个具体的 class 上专门设置它。 我认为这是通过一些类型提示 generics 完成的，这些类型提示比我尚未深入研究的类型提示要深一些。 我该怎么做呢？

其次：如何检查具体方法是否符合抽象类型提示？ 我的 IDE (PyCharm) 中的类型检查器在 Line-of-interest #2 抱怨，因为它期望other是AbsGroup类型，它没有val属性。 这是意料之中的，如果我能找出第一个问题的解决方案，go 会消失，但我的 IDE 是我能找到的唯一能注意到这种差异的东西。 默认情况下， mypy对此事保持沉默，flake8 和 pylint 也是如此。 PyCharm 很好，但是如果我想将其合并到工作流程中，如果我的具体方法不符合抽象签名，我必须运行什么命令会失败？

Answer 1

第一个提示：如果mypy没有告诉您足够多的信息，请尝试mypy --strict 。

您正确地意识到基础 class 中op的类型注释不够严格，实际上与子 class 不兼容。

看看这个不起作用的例子。

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod


class AbsGroup(ABC):
    @abstractmethod
    def op(self, other: AbsGroup) -> AbsGroup:
        pass


class Bool(AbsGroup):
    def __init__(self, val: str = "False") -> None:
        self.val = val

    def op(self, other: Bool) -> Bool:
        ...

我用正确的类型在Bool中注释了op ，但现在 mypy 抱怨：

file.py:15：错误：“op”的参数 1 与超类型“AbsGroup”不兼容； 超类型将参数类型定义为“AbsGroup”

您有两个选择：要么使基本注释的限制更少（ Any ），要么使您的 class 成为Generic注释：

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod

from typing import TypeVar, Generic


T = TypeVar('T')


class AbsGroup(Generic[T], ABC):
    @abstractmethod
    def op(self, other: T) -> T:
        pass

# EDIT: ADDED QUOTES AROUND Bool
class Bool(AbsGroup['Bool']):
    def __init__(self, val: str = "False") -> None:
        self.val = val

    def op(self, other: Bool) -> Bool:
        ...

这包括几个步骤：

1. 创建一个类型变量T （看起来类似于其他语言中的泛型类型变量）
2. 让基础 class 也继承自Generic[T]使其成为通用 class
3. 更改op方法以获取并返回一个T
4. 让孩子 class 从AbsGroup[Bool]继承（在 C++ 这被称为CRTP ）

这mypy --strict静音，并且 PyCharm 正确推断op的返回类型。

编辑：

前一个子 class 定义看起来像这样class Bool(AbsGroup[Bool]): ...不带引号。 但这不起作用，并且在创建 class 时会抛出NameError ：

NameError：名称“布尔”未定义

这是PEP 563中所写的预期行为。

[...] 但是，类型模块中的 API 使用该语言的其他句法结构，这些 API 仍然需要使用字符串文字解决前向引用。 该列表包括：[...]

• 基类：

  class C(Tuple['<type>', '<type>']): ...

因此，即使我们使用了将来的导入，在这种情况下仍然需要引号。

请注意：您为什么对 boolean 值使用字符串符号？ 已经有两个完美的工作实例，称为True和False 。 这将使您的代码更简单。 例如，构造函数中的检查可以简化为if type(val) is bool （我不会在这里使用isinstance ，因为您不希望val成为自定义类型，可能吗？）。