我可以在Python中限制子类的类型吗？

Question

假设我想在集合和列表上定义包装器类，添加一些有用的方法，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：

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

但我也希望bloviate()能够作为一种实用方法单独使用：

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)

所以我也可以做：

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

由于子类ListGizmo是一个列表，而子类SetGizmo是一个集合，因此该设置实际上在实践中运行良好。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]'

是否有某种方式可以向Python/pyright表明，本质上，“所有AbstractGizmo实例都保证在Union[Set, List]中”？我不明白这种语法

（注意，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。事实上，我有更多的方法和更多的包装子类，所以如果我不能将它们抽象到AbstractGizmo，我会得到一个组合爆炸。）

Answer 1

要正确地type mixin classes，请将self参数注释为^{}匹配所需基类型的功能：

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，而不会引起静态类型错误。但是，使用相应的方法会触发一个错误，包括运行时错误和静态类型检查错误

class IntGizmo(int, AbstractGizmo):
    pass

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