Python类型提示升级解析

想提升Python代码的可读性和可维护性吗？本文聚焦Python类型提示中类型提升的巧妙应用，深入解析如何利用`TypeVar`和`Generic`，更简洁地实现函数根据输入参数类型返回不同类型（如`int`或`float`）的需求。传统方法`@overload`虽然可行，但略显繁琐。本文将通过实例代码，详细介绍使用`TypeVar`和`Generic`的实现方式，助你摆脱冗余代码，让类型提示更加优雅。此外，文章还贴心提示了使用过程中的注意事项，让你在实际应用中少走弯路，写出更健壮的Python代码。立即阅读，掌握Python类型提示的进阶技巧！

本文探讨了如何在 Python 中使用类型提示精确地表示类型提升，例如，一个函数根据输入参数的类型返回 `int` 或 `float`。虽然可以使用 `@overload` 实现，但这种方法比较繁琐。本文介绍了一种使用 `TypeVar` 和 `Generic` 的方法，以实现更简洁的类型提示，并提供示例代码和注意事项。 在 Python 中，类型提示是一个强大的工具，可以提高代码的可读性和可维护性。然而，在处理类型提升等复杂情况时，类型提示可能会变得比较棘手。本文将介绍一种使用 `TypeVar` 和 `Generic` 的方法，以解决这个问题。 ### 使用 `TypeVar` 和 `Generic` 实现类型提升 假设我们有一个函数 `mul`，它接受两个参数 `a` 和 `b`，这两个参数可以是 `int` 或 `float` 类型。如果 `a` 和 `b` 都是 `int` 类型，则函数返回 `int` 类型；否则，函数返回 `float` 类型。 使用 `@overload` 可以实现这个功能，如下所示： ```python from typing import overload @overload def mul(a: int, b: int) -> int: ... @overload def mul(a: float, b: int | float) -> float: ... @overload def mul(a: int | float, b: float) -> float: ... def mul(a, b): return a * b

但是，这种方法比较繁琐，需要为每种可能的输入类型组合都定义一个重载。

我们可以使用 TypeVar 和 Generic 来实现更简洁的类型提示。首先，我们定义两个 TypeVar，分别表示 a 和 b 的类型：

from typing import TypeVar, Generic

T1 = TypeVar('T1', str, float)
T2 = TypeVar('T2', str, float)

然后，我们定义一个 Generic 类 Promoted，它接受两个类型参数 T1 和 T2，并根据这两个类型参数返回相应的类型：

class Promoted(Generic[T1, T2]):
    def __class_getitem__(cls, types):
        t1, t2 = types
        if t1 == str or t2 == str:
            return str
        return float

最后，我们可以使用 Promoted 类来注释 mul 函数的返回类型：

def method(a: T1, b: T2) -> Promoted[T1, T2]:
    if isinstance(a, str) or isinstance(b, str):
        return f"{a} {b}"
    else:
        return a*b

这样，mul 函数的返回类型将根据输入参数的类型自动推断。

示例代码

以下是一个完整的示例代码：

from typing import TypeVar, Generic

T1 = TypeVar('T1', str, float)
T2 = TypeVar('T2', str, float)

class Promoted(Generic[T1, T2]):
    def __class_getitem__(cls, types):
        t1, t2 = types
        if t1 == str or t2 == str:
            return str
        return float

def method(a: T1, b: T2) -> Promoted[T1, T2]:
    if isinstance(a, str) or isinstance(b, str):
        return f"{a} {b}"
    else:
        return a*b

result1 = method("Hello", "World")  # should be inferred as str
result2 = method(3.0, 4.0)  # should be inferred as float
result3 = method("Price", 5.0)  # should be inferred as str

print(f"{result1=}, {type(result1)=}")
print(f"{result2=}, {type(result2)=}")
print(f"{result3=}, {type(result3)=}")

注意： 目前，一些 IDE 可能无法正确推断 Promoted 类的类型。在这种情况下，类型提示可能会显示为 "Promoted" 而不是 str 或 float。但是，这并不影响代码的实际行为。

总结

本文介绍了一种使用 TypeVar 和 Generic 的方法，以在 Python 中实现类型提升的类型提示。这种方法比使用 @overload 更加简洁，并且可以自动推断函数的返回类型。虽然目前一些 IDE 可能无法完全支持这种方法，但它仍然是一种非常有用的技术，可以提高代码的可读性和可维护性。

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