了解具有泛型参数的绑定 TypeVars

Question

我试图了解绑定变量在 TypeVars 中如何工作。我知道绑定类的任何子类都是允许的，但是一旦我将绑定类设为泛型，我期望工作的事情就不会了：

from typing import Generic, TypeVar

class X:
    pass
class Y(X):
    pass

T = TypeVar("T", bound=X)

class A(Generic[T]):
    def __init__(self, param: T):
        self.param = param
class B(A[T]):
    pass

S = TypeVar("S", bound=A[X])

def foo(bar: S) -> S:
    return bar

foo(B(Y())) # Type "B[Y]" cannot be assigned to type "A[X]"

有人可以解释为什么这不起作用，以及是否有任何解决方法？

Answer 1

T = TypeVar("T", bound=X, covariant=True)

虽然

Y

是

X

的子类型，但当且仅当 A 是协变时，

T[Y]

是

T[X]

的子类型。请参阅此处。通过将泛型类型

T

指定为协变，警告就会消失。

如果有时间，我会尝试回来详细说明。

Answer 2

另一个答案解释了解决方案并将您链接到正确的数学关键字，因此我只会回答“为什么这不起作用？”的问题

狗的列表不是动物的列表吗？

List[Dog]

是

List[Animal]

的子类型。你可能会认为是的。但是，编程语言中的一种类型成为另一种类型的子类型意味着什么？子类型必须在可以使用父类型的任何地方都可用，这就是里氏替换原则（SOLID 的 L）。当一个函数需要一个

List[Animal]

时，你可以在其中放入一个

List[Dog]

吗？不，不一定！考虑一下该函数将一只猫添加到

List[Animal]

的场景，这对于

List[Dog]

不起作用。

协方差 意味着类型变量的行为方式使得

List[Dog]

可以被视为

List[Animal]

的子类型。对于列表，如果您仅对列表执行读取操作，就会出现这种情况。

有关此主题的更深入解释，请阅读此非 Python 问题（您无需了解任何 Java 即可遵循）： List是List的子类吗？为什么 Java 泛型不是隐式多态的？

为了理解协变/逆变，请看这个优秀的答案及其漂亮的图片，它可以让你跳过一些数学文本。