如何在协议上定义具有协变返回类型的可调用属性？

Question

通常可以理解，可调用的返回类型是 covariant。当定义具有可调用属性的类型时，我确实可以使返回类型泛型和协变：

from typing import TypeVar, Callable, Generic, Sequence
from dataclasses import dataclass

R = TypeVar("R", covariant=True)

@dataclass
class Works(Generic[R]):
    call: Callable[[], R]  # returns an R *or subtype*

w: Works[Sequence] = Works(lambda: [])  # okay: list is subtype of Sequence

但是，这对于

Protocol

 不起作用。当我以相同的方式为类型定义 

Protocol

 时，MyPy 会拒绝这一点 - 它坚持返回类型必须是 

invariant。

from typing import TypeVar, Callable, Protocol

R = TypeVar("R", covariant=True)

class Fails(Protocol[R]):
    attribute: Callable[[], R]

$ python -m mypy so_testbed.py --pretty
so_testbed.py:5: error: Covariant type variable "R" used in protocol where invariant one is expected
    class Fails(Protocol[R]):
    ^
Found 1 error in 1 file (checked 1 source file)

如何为尊重

Protocol

 协方差的具体类型正确定义 

R

？

Answer 1

您所尝试的操作显然无法通过

Protocol

 实现 - 请参阅 

PEP 544 中的以下内容：

---

可变属性的协变子类型

因协变而被拒绝 可变属性的子类型并不安全。考虑这个例子：

class P(Protocol):
    x: float

def f(arg: P) -> None:
    arg.x = 0.42

class C:
    x: int

c = C()
f(c)  # Would typecheck if covariant subtyping
      # of mutable attributes were allowed.
c.x >> 1  # But this fails at runtime

最初出于实际原因提议允许这样做，但它 随后被拒绝，因为这可能掩盖了一些难以发现的错误。

---

由于您的

attribute

 是可变成员 - 您不能让它与 

R

 协变。

一个可能的替代方案是用以下方法替换

attribute

：

class Passes(Protocol[R]):
    @property
    def attribute(self) -> Callable[[], R]:
        pass

它通过了类型检查 - 但这是一个不灵活的解决方案。

如果您需要可变的协变成员，

Protocol

不是正确的选择。

Answer 2

正如 @Daniel Kleinstein 指出的，您不能通过协变变量参数化协议类型，因为它用于可变属性。

另一种选择是将变量分成两部分（协变和不变）并在两个协议中使用它们（

replaceCallable

 with 

Protocol

）。

from typing import TypeVar, Callable, Protocol

R_cov = TypeVar("R_cov", covariant=True)
R_inv = TypeVar("R_inv")

class CallProto(Protocol[R_cov]):
    def __call__(self) -> R_cov: ...
    
class Fails(Protocol[R_inv]):
    attribute: CallProto[R_inv]

Answer 3

@Daniel Kleinstein 嗯，当然很难让属性的类型无法更改。

但是，如果我正在编写 pybind11 项目，当然 C++ 类中的属性类型不会改变。

但是，我未能找到一种方法通过更改我的 pyi 文件来向类型检查器公开这些重要信息。

我尝试编写属性和设置器来定义属性。但 setter 仍然不能将协变类型作为参数。

有没有合适的方法让它发挥作用？

我相信这在理论上是可行的，因为这些绑定类是由模板定义的。将协议编写为 typehint 只是重写该模板。我认为关键点是让类型检查器知道所需的信息