如何在 Python 的泛型类中拥有可选的 TypeVar？

Question

我正在尝试编写一个简单的类型包装器来表示装饰器函数的接口：

from typing import Protocol, TypeVar, Generic

TIn = TypeVar('TIn', contravariant=True)
TOut = TypeVar('TOut', covariant=True)

class Decorator(Protocol, Generic[TIn, TOut]):
    """
    Represents a decorated value, used to simplify type definitions
    """
    def __call__(self, value: TIn) -> TOut:
        ...

这将用于键入装饰器函数，如下所示：

IntFunction = Callable[[int, int], int]


def register_operator(op: str) -> Decorator[IntFunction, IntFunction]:
    def inner(value: IntFunction) -> IntFunction:
        # register the function or whatever
        return value
    return inner


@register_operator("+")
def add(a: int, b: int) -> int:
    return a + b

在上面的示例中，Mypy 能够验证

add

的类型签名，以确保它符合

register_operator

的规范。

这对于转换类型的装饰器很有用（例如将其从

IntFunction

转换为

StrFunction

），但在几乎所有情况下，

TIn

与

TOut

相同，所以我想简化用法我的定义。

本质上，我想这样做，如果没有给出

TOut

，它将被假定为与

TIn

相同，这将允许上面的装饰器函数简化为

def register_operator(op: str) -> Decorator[IntFunction]:
    #                              Simplification here ^

    def inner(value: IntFunction) -> IntFunction:
        # register the function or whatever
        return value
    return inner

我在协议定义中使用的理想语法将是这样的：

class Decorator(Protocol, Generic[TIn, TOut = TIn]):
    """
    Represents a decorated value, used to simplify type definitions
    """
    def __call__(self, value: TIn) -> TOut:
        ...

请注意，这不起作用。

如何实现此功能，同时继续获得 Mypy 提供的保证？我很高兴根据需要使

Decorator

的定义变得复杂，但我想保持其简单的用法。

Answer 1

据我所知，python 不支持泛型中的默认值，未完全定义的泛型将变得未知。也许它应该支持它，有一个针对此功能的草稿（请参阅下面的更新）。

现在，我将创建两个公开不同接口的类。这几乎一样好，只是意味着您需要第二堂课：

from typing import Protocol, TypeVar, Generic, overload

TIn = TypeVar('TIn', contravariant=True)
TOut = TypeVar('TOut', covariant=True)
TSym = TypeVar('TSym')

class Decorator(Protocol, Generic[TIn, TOut]):
    """
    Represents a decorated value, used to simplify type definitions
    """
    def __call__(self, value: TIn) -> TOut:
        ...

class SymmetricDecorator(Decorator[TSym,TSym], Generic[TSym], Protocol):
    pass

“对称”我只是指可调用接收并返回相同的类型 - 可能有更好的名称。希望这有用！

更新：我发现 TypeVar 的默认值存在一个活动的 pep：https://peps.python.org/pep-0696/