如何为 Python 类型提示定义实数的泛型类型

Question

我正在尝试定义一个接受所有实数的自定义类型（用于Python类型提示）。实际上，我想支持任何允许有意义比较的数字类型，但坚持只使用实数就足够了。然而，我这样做的方式似乎并不正确。例如，使用以下代码片段：

import numbers
import typing

MyDataType = typing.NewType('MyDataType', numbers.Real)

def f(a : MyDataType) -> None:
    pass

f(5)

我的朋友抱怨说：

“f”的参数 1 具有不兼容的类型“int”；预期为“MyDataType”

我如何才能真正实现我想要做的事情？

Answer 1

numbers

包中的类是抽象基类（ABC）（即无法实例化），类型

int

和

float

分别注册为

numbers.Integral

和

numbers.Real

的虚拟子类。注册虚拟子类允许

isinstance

和

issubclass

读取它（在 docs 中了解有关 ABC 的更多信息）。

>>> issubclass(int, numbers.Real)
True
>>> issubclass(float, numbers.Real)
True

但是，由于

int

和

float

已注册为虚拟子类，因此

mypy

目前无法将

int

和

float

解析为

numbers.Real

的有效子类，如访问

cls.__mro__

所示：

>>> int.__mro__
(<class 'int'>, <class 'object'>)
>>> float.__mro__
(<class 'float'>, <class 'object'>)
>>> numbers.Integral.__mro__
(<class 'numbers.Integral'>, <class 'numbers.Rational'>, <class 'numbers.Real'>, <class 'numbers.Complex'>, <class 'numbers.Number'>, <class 'object'>)
>>> numbers.Real.__mro__
(<class 'numbers.Real'>, <class 'numbers.Complex'>, <class 'numbers.Number'>, <class 'object'>)

在阅读了一大堆

mypy

代码后，似乎可能存在一个错误，即未将内置类型检查为虚拟子类。理论上，

mypy

应该将

int

和

float

识别为有效子类，并且可以使用

bound

中的

TypeVar

关键字来回答允许任何子类型的其他问题。

import numbers
import typing

MyDataType = typing.TypeVar('MyDataType', bound=numbers.Real)

def f(a: MyDataType) -> None:
    pass

f(5)  # in reality, mypy returns a type-var error since it cannot resolve "int" as a valid subclass of "numbers.Real"

要使用

int

和

float

类型（包括任何其他类型），请将每种类型添加为

TypeVar

的参数。

import typing

MyDataType = typing.TypeVar('MyDataType', int, float)

def f(a: MyDataType) -> None:
    pass

f(5)  # Success: no issues found in 1 source file

或者，如果您使用的是 Python 3.12，现在可以使用以下语法：

def f[T: int, float](a: T) -> None:
    pass

f(5)  # Success: no issues found in 1 source file

如果您想使用此语法，请确保在运行

--enable-incomplete-feature=NewGenericSyntax

时包含标志

mypy

。