“List[Child]”与“List[Parent]”不兼容

Question

假设我有一个

Child

类，它是

Parent

类的子类，以及一个接受

Parent

子类实例列表的函数：

from typing import List

class Parent: pass
class Child(Parent): pass

def func(objects: List[Parent]) -> None:
    print(objects)

children = [Child()]
func(children)

运行

mypy

会产生错误：

error: Argument 1 to "func" has incompatible type "List[Child]"; expected "List[Parent]"

如何为此创建类型？

附注有一种方法可以使用

Sequence

类型来修复此特定错误：

def func(objects: Sequence[Parent]) -> None:
    print(objects)

但这对于其他类似情况没有帮助。我需要一个

List

，而不是

Sequence

。

Answer 1

在这里传递列表从根本上来说不是类型安全的。例如，如果你这样做怎么办？

def func(objects: List[Parent]) -> None:
    print(objects)
    objects.append(Parent())

children: List[Child] = [Child(), Child(), Child()]
func(children)
# Uh-oh! 'children' contains a Parent()!

如果允许进行类型检查，您的代码最终将包含错误。

用类型术语来说，

List

被有意设计为不变类型。也就是说，尽管

Child

是

Parent

的子类，但

List[Child]

并不是

List[Parent]

的子类型，反之亦然。您可以在此处和此处找到有关不变性的更多信息。

最常见的替代方案是使用

Sequence

来代替，这是一个只读接口/协议/任何东西。由于 Sequence 是只读的，所以它是 covariant 是安全的：也就是说，

Sequence[Child]

被认为是

Sequence[Parent]

的有效子类型。

根据您具体在做什么，您也许可以使用类型变量。例如。你不是说“这个函数接受父类的列表”，而是说“这个函数接受父类或父类的子类的任何类的列表”：

TParent = TypeVar('TParent', bound=Parent)

def func(objects: List[TParent]) -> List[TParent]:
    print(objects)

    # Would not typecheck: we can't assume 'objects' will be a List[Parent]
    objects.append(Parent())  

    return objects

根据您具体在做什么，您可以创建一个自定义协议，它定义一个只写列表式集合（或自定义数据结构）。由于您的数据结构是只写的，因此您可以将其设为逆变——也就是说，

WriteOnlyThing[Parent]

将是

WriteOnlyThing[Child]

的子类型。然后，您使

func

接受

WriteOnlyThing[Child]

并可以安全地传递

WriteOnlyThing[Child]

和

WriteOnlyThing[Parent]

的实例。

如果这两种方法都不适用于您的情况，您唯一的办法是使用

# type: ignore

来消除错误（不推荐），放弃对列表内容进行类型检查并将参数设置为

List[Any]

类型（也可以不推荐），或者弄清楚如何重组代码以使其类型安全。