在Python中实现没有继承的接口

Question

我有一个排序的链表

class SortedLinkedList:
    # ...
    def insert(self, value: int):
        # ...
        if node.value > value:
            self.add_before(node, value)
        # ...

我想通过实现__gt__() 魔术方法来概括Node 只能从ints 到重载> 运算符的任何对象的值类型。

在其他语言中，我可以通过使用Interface 来实现这一点，但 Python 显然没有类似的东西。我已经看到了通过使用抽象类来伪造接口的建议，例如

class Sortable(ABC):
    @abstractmethod
    def __gt__(self, other) -> bool:
        pass

class SortedLinkedList:
    # ...
    def insert(self, value: Sortable, node: Node):
        # ...

问题是这种方法需要扩展和使用来自Sortable 的子类，这意味着不能使用已经具有> 功能（如整数）的类型

linkedlist.insert(5) # Pylance red squiggles

Argument of type "Literal[5]" cannot be assigned to
parameter "value" of type "Sortable" in function "insert"
  "Literal[5]" is incompatible with "Sortable" Pylance(reportGeneralTypeIssues) 

我知道，鉴于 Python 的动态鸭子类型和隐式风格，接口在运行前不是必需的。我不是粉丝，我选择使用typing 和Pylance 等可用工具来实现严格类型化的开发人员体验。

我也不希望使用像.hasattr(value, '__gt__') 这样的运行时检查。我希望它在类型系统/语言服务器/IDE 级别上注册，因为表达性、可读性和 IDE 智能感知是严格类型的主要好处。

有什么办法可以做到这一点？

Answer 1

你要找的是typing.Protocol。

class Sortable(Protocol):
    def __gt__(self, other) -> bool: ...

这样，任何定义__gt__ 的类都将被检测为Sortable 的隐式子类型。请注意，在 Pythons >= 3.8 中，您可能需要将 other 设置为位置：

class Sortable(Protocol):
    def __gt__(self, other, /) -> bool: ...

这是因为类型检查器可能无法处理像__gt__ 这样与普通方法不同的dunder 方法，因此期望参数可能需要通过关键字调用。添加/ 告诉检查者__gt__ 的参数永远不需要通过关键字传递。相反，如果参数仅通过关键字传递，则相应地标记协议的方法：

class Something(Protocol):
    def method(self, *, name) -> str: ...