在 Python 中扩展 Generic.__class_getitem__ 以接受更多参数

Question

如何为 Python

__class_getitem__

类扩展

Generic

？我想向

__class_getitem__

添加参数，同时将一些参数向上传播到

Generic.__class_getitem__

。

请参阅下面的代码片段以获取示例用例（未运行）：

from typing import ClassVar, Generic, TypeVar

T = TypeVar("T")

class Foo(Generic[T]):
    cls_attr: ClassVar[int]

    def __class_getitem__(cls, cls_attr: int, item):
        cls.cls_attr = cls_attr
        return super().__class_getitem__(item)

    def __init__(self, arg: T):
        pass

foo = Foo[1, bool](arg=True)

给我这个

TypeError

：

Traceback (most recent call last):
  File "/path/to/file.py", line 17, in <module>
    foo = Foo[1, bool](arg=True)
TypeError: Foo.__class_getitem__() missing 1 required positional argument: 'item'

Answer 1

正如 @juanpa.arrivilillaga 所建议的，这就是要走的路：

from typing import ClassVar, Generic, TypeVar

T = TypeVar("T")

class Foo(Generic[T]):
    cls_attr: ClassVar[int]

    def __class_getitem__(cls, item: tuple[int, T]):
        cls.cls_attr = item[0]
        return super().__class_getitem__(item[1])

    def __init__(self, arg: T):
        self.arg = arg


foo = Foo[1, bool](arg=True)
assert foo.cls_attr == 1
assert foo.arg

不幸的是，Python 类型检查工具似乎还不够先进，无法理解这种模式。例如，

mypy==0.971

（2022 年 9 月）尚不支持

__class_getitem__

，根据 https://github.com/python/mypy/issues/11501。

Answer 2

如果您希望有两个通用变量，那么您可以这样做：

from typing import Generic, TypeVar

T = TypeVar("T")
V = TypeVar("V")

class Foo(Generic[T, V]):
    
    def __init__(self, arg: T):
        pass

foo: Foo[int, bool] = Foo(arg=True)

Answer 3

我认为您可能正在寻找元类：

class CustomMeta(type):

    def __getitem__(my_type_that_has_this_meta, my_values_passed_as_tuple_if_needed):
        # do whatever
        return WhateverTypeThatMatchesAnnotation()

class MyClass(metaclass=CustomMeta):
     ...
        
if __name__ == "__main__":
    whatever = MyClass['hi', 'hello', 'hallo', 'bonjour']
    assert isinstance(whatever, WhateverTypeThatMatchesAnnotation)

这使用了这样一个事实：就 Python 所知，元类是类的类型。

__class_getitem__

更漂亮，但在某些情况下，没有匹配的 typevar

T

，我们只想传递非类型。在这些情况下，破解语言！

编辑：

我一直在研究它，并且由于它在 mypy 中也不起作用，因此您还可以使用

typing.TYPE_CHECKING

来绕过检查。例如，您可以创建以下代码

from typing import TYPE_CHECKING

class WhateverTypeThatMatchesAnnotation: ...


if not TYPE_CHECKING:
    # python runs this
    class CustomMeta(type):

        def __getitem__(my_type_that_has_this_meta, my_values_passed_as_tuple_if_needed):
            # do whatever
            return WhateverTypeThatMatchesAnnotation()

    class MyClass(metaclass=CustomMeta):
        ...
else:
    # mypy runs this
    class CustomMeta:
        def __getitem__(self, item):
            return WhateverTypeThatMatchesAnnotation()
    MyClass = CustomMeta()


if __name__ == "__main__":
    whatever = MyClass['hi', 'hello', 'hallo', 'bonjour']
    assert isinstance(whatever, WhateverTypeThatMatchesAnnotation)

感谢gsakkis引导我找到解决方案