使用 yield 的 Python 函数的正确类型注释

Question

读完 Eli Bendersky 的文章 on implementing state machines via Python coroutines 我想...

• 查看他在 Python3 下运行的示例
• 并为生成器添加适当的类型注释

我成功完成了第一部分（但没有使用async defs 或yield froms，我基本上只是移植了代码 - 所以欢迎任何改进）。

但我需要一些协程类型注释方面的帮助：

#!/usr/bin/env python3

from typing import Callable, Generator

def unwrap_protocol(header: int=0x61,
                    footer: int=0x62,
                    dle: int=0xAB,
                    after_dle_func: Callable[[int], int]=lambda x: x,
                    target: Generator=None) -> Generator:
    """ Simplified protocol unwrapping co-routine."""
    #
    # Outer loop looking for a frame header
    #
    while True:
        byte = (yield)
        frame = []  # type: List[int]

        if byte == header:
            #
            # Capture the full frame
            #
            while True:
                byte = (yield)
                if byte == footer:
                    target.send(frame)
                    break
                elif byte == dle:
                    byte = (yield)
                    frame.append(after_dle_func(byte))
                else:
                    frame.append(byte)


def frame_receiver() -> Generator:
    """ A simple co-routine "sink" for receiving full frames."""
    while True:
        frame = (yield)
        print('Got frame:', ''.join('%02x' % x for x in frame))

bytestream = bytes(
    bytearray((0x70, 0x24,
               0x61, 0x99, 0xAF, 0xD1, 0x62,
               0x56, 0x62,
               0x61, 0xAB, 0xAB, 0x14, 0x62,
               0x7)))

frame_consumer = frame_receiver()
next(frame_consumer)  # Get to the yield

unwrapper = unwrap_protocol(target=frame_consumer)
next(unwrapper)  # Get to the yield

for byte in bytestream:
    unwrapper.send(byte)

这运行正常...

$ ./decoder.py 
Got frame: 99afd1
Got frame: ab14

...还有类型检查：

$ mypy --disallow-untyped-defs decoder.py 
$

但我很确定我可以做得比只在类型规范中使用 Generator 基类更好（就像我为 Callable 所做的那样）。我知道它需要 3 个类型参数 (Generator[A,B,C])，但我不确定它们在此处具体如何指定。

欢迎任何帮助。

Answer 1

我自己想出了答案。

我进行了搜索，但在 official typing documentation for Python 3.5.2 中没有找到关于 Generator 的 3 个类型参数的文档 - 除了真正神秘地提及...

class typing.Generator(Iterator[T_co], Generic[T_co, T_contra, V_co])

幸运的是，the original PEP484（开始这一切）更有帮助：

"生成器函数的返回类型可以通过typing.py模块提供的泛型Generator[yield_type, send_type, return_type]来注解：

def echo_round() -> Generator[int, float, str]:
    res = yield
    while res:
        res = yield round(res)
    return 'OK'

基于此，我能够注释我的生成器，并看到 mypy 确认我的任务：

from typing import Callable, Generator

# A protocol decoder:
#
# - yields Nothing
# - expects ints to be `send` in his yield waits
# - and doesn't return anything.
ProtocolDecodingCoroutine = Generator[None, int, None]

# A frame consumer (passed as an argument to a protocol decoder):
#
# - yields Nothing
# - expects List[int] to be `send` in his waiting yields
# - and doesn't return anything.
FrameConsumerCoroutine = Generator[None, List[int], None]


def unwrap_protocol(header: int=0x61,
                    footer: int=0x62,
                    dle :int=0xAB,
                    after_dle_func: Callable[[int], int]=lambda x: x,
                    target: FrameConsumerCoroutine=None) -> ProtocolDecodingCoroutine:
    ...

def frame_receiver() -> FrameConsumerCoroutine:
    ...

我测试了我的作业，例如交换类型的顺序 - 然后正如预期的那样，mypy 抱怨并要求正确的类型（如上所示）。

完整代码is accessible from here。

我将把这个问题留几天，以防有人想插话——尤其是在使用 Python 3.5 的新协程样式（async def 等）方面——我将不胜感激它们将如何在这里使用。

Answer 2

如果你有一个使用yield的简单函数，那么你可以使用Iterator类型来注释它的结果而不是Generator：

from typing import Iterator

def count_up() -> Iterator[int]:
    for x in range(10):
        yield x

Answer 3

在撰写本文时，Python documentation 也明确提到了如何处理异步案例（非异步示例已在接受的答案中提及）。

从那里引用：

async def echo_round() -> AsyncGenerator[int, float]:
    sent = yield 0
    while sent >= 0.0:
        rounded = await round(sent)
        sent = yield rounded

（第一个参数是yield-type，第二个是send-type）或者对于简单的情况（其中send-type是None）

async def infinite_stream(start: int) -> AsyncIterator[int]:
    while True:
        yield start
        start = await increment(start)