Mypy 在 __init__ 覆盖中接受不兼容的类型

Question

我有以下Foo 基类和继承自它的Bar：

class Foo:
    def __init__(self, x: int) -> None:
        self._x = x

    def do(self, x: int) -> None:
        pass


class Bar(Foo):
    pass

如果我在Bar 中覆盖Foo.do，并为不兼容的东西更改x 参数的类型（也就是说，不比int 更通用），那么Mypy 会返回一个错误——这当然是我的期望。

class Bar(Foo):
    def do(self, x: str) -> None:
        pass

错误：

test.py:10: error: Argument 1 of "do" is incompatible with supertype "Foo"; supertype defines the argument type as "int"
test.py:10: note: This violates the Liskov substitution principle
test.py:10: note: See https://mypy.readthedocs.io/en/stable/common_issues.html#incompatible-overrides
Found 1 error in 1 file (checked 1 source file)

但是，如果我使用不兼容的参数类型覆盖 __init__，那么 Mypy 会接受它：

class Bar(Foo):
    def __init__(self, x: str) -> None:
        self._x = 12

Mypy 输出：

Success: no issues found in 1 source file

在我看来，用不兼容的类型覆盖 __init__ 也违反了 LSP，因为如果我们将 Foo 替换为 Bar，像 foo = Foo(12) 这样的代码不会进行类型检查。

为什么 Mypy 接受我用不兼容的类型覆盖 __init__？ __init__ 的处理方式是否与其他方法不同？ 另外，Mypy 这样做对吗？最后一个 Bar 类违反了 LSP，我是否正确？

Answer 1

注意我真的不确定。我让投票来判断。

tl;dr LSP 不适用于 __init__，因为它不适合用作实例上的方法。

LSP states

子类型要求：令 Q(t) 是关于类型 T 的对象 t 的可证明性质。那么 Q(s) 对于类型 S 的对象 s 应该为真，其中 S 是 T 的子类型。

对于do，我们有

Q(x) = signature of x.do
t = Foo(...)
T = Foo
s = Bar(...)
S = Bar

并且由于do 对Foo 的所有实例具有相同的签名（即它是T 的对象t 的可证明属性），对于Bar 类型的对象也必须如此。但是，对于__init__，它实际上是类上的一个方法，我们有

t = Foo
T = type[Foo]
s = Bar
S = type[Bar]

在这种情况下，关于 __init__ 类型为 type[Foo] 的对象 t（即类）没有可证明的属性，因为这包括 both Foo 和 Bar，所以 LSP 说与Bar的签名无关。

Answer 2

Liskov 替换原则通常不被认为适用于构造方法。如果我们将构造函数方法视为对象接口的一部分，它将使继承系统在许多情况下极难管理，并导致一大堆其他复杂情况。请参阅 this question 我不久前在软件工程上提出的问题。

然而，情况有点复杂，因为__init__ 不是真正的构造方法（应该是__new__）——它是一个初始化方法，它可以是在同一个实例上多次调用。只是“碰巧”是初始化方法几乎总是与构造方法具有相同的签名。

由于__init__ 可以在同一个实例上被多次调用，就像被视为对象接口的一部分的“普通”方法一样，目前核心开发人员中有active discussion 是否可以在同一实例上调用@987654328 @ 方法应该在某些方面被视为对象接口的一部分。

总结： ¯\_(ツ)_/¯

Python 是一种非常动态的语言，这意味着对其类型系统的推理往往有点奇怪。