你如何让 Mypy 为可变容器强制执行不变性、逆变性和协变

Question

我正在尝试使用 typehints 和 Mypy（也是 PyCharm）来强制容器的变化，请参阅，butchered，代码如下：

from typing import TypeVar, Generic

class T: ...
class M(T): ...
class B(M): ...

InMT = TypeVar('InMT', bound=M)
ContraMT = TypeVar('ContraMT', bound=M, contravariant=True)
CoMT = TypeVar('CoMT', bound=M, covariant=True)

class In(Generic[InMT]):
    x: InMT
class Contra(Generic[ContraMT]):
    x: ContraMT
class Co(Generic[CoMT]):
    x: CoMT

t = T()
m = M()
b = B()

m_in: In[M] = In()
m_contra: Contra[M] = Contra()
m_co: Co[M] = Co()

m_in.x = t  # mypy: Incompatible types in assignment (expression has type "T", variable has type "M").
m_in.x = m
m_in.x = b

m_contra.x = t # mypy: Incompatible types in assignment (expression has type "T", variable has type "M").
m_contra.x = m
m_contra.x = b

m_co.x = t # mypy: Incompatible types in assignment (expression has type "T", variable has type "M").
m_co.x = m
m_co.x = b

Mypy 发现了一些问题，见上面代码中的 cmets，PyCharm 没有发现！但是我认为 Mypy 遗漏了许多问题，错误地报告了问题，并给出了误导性的错误消息：

1. m_in.x = t 的错误消息是错误的，因为变量的类型是 InMT 而不是 M。

2. m_in.x = b 应该是一个错误，因为 B 不是 InMT（只有 M 是）。

3. m_contra.x = t 应该不是错误，因为 T 是 ContraMT。

4. m_contra.x = b 应该是一个错误，因为 B 不是 ContraMT（只有 M 或 T 是）。

5. 如上所述，变量的类型为CoMT 而不是M。

我做错了什么；还是我误解了 Mypy 的用途？

Answer 1

我正在使用 PyCharm 2021.3.2（撰写本文时的最新版本），但我没有看到不变性、逆变性和协方差类型检查正常工作。它似乎（错误地）一直假设协方差。尽管 Pycharm claims support.

PEP 484 code 下面删除了协方差标志不会标记错误，我认为它应该是：

默认情况下，泛型类型在所有类型变量中都被认为是不变的，这意味着使用 List[Employee] 等类型注释的变量的值必须与类型注释完全匹配——没有类型参数的子类或超类（在本例中为 Employee ) 是允许的。

from typing import TypeVar, Generic, Iterable, Iterator

T = TypeVar('T', covariant=True)

class ImmutableList(Generic[T]):
    def __init__(self, items: Iterable[T]) -> None: ...
    def __iter__(self) -> Iterator[T]: ...
    ...

class Employee: ...

class Manager(Employee): ...

def dump_employees(emps: ImmutableList[Employee]) -> None:
    for emp in emps:
        ...

mgrs = ImmutableList([Manager()])  # type: ImmutableList[Manager]
dump_employees(mgrs)  # Should be caught by type-checker

它也没有被抓住： mgrs: ImmutableList[Manager] = ImmutableList([Manager()])

也不会被内置列表捕获：

def dump_more_employees(employees: list[Employee]) -> None:
    for employee in employees:
        ...


managers: list[Manager] = list([Manager()])
dump_more_employees(managers)  # Should be caught by type-checker

什么时候应该：

考虑一个 Employee 类和一个子类 Manager。现在假设我们有一个带有用 List[Employee] 注释的参数的函数。是否应该允许我们使用 List[Manager] 类型的变量作为其参数来调用此函数？许多人会回答“是的，当然”，甚至不考虑后果。但是除非我们对函数有更多了解，否则类型检查器应该拒绝这样的调用：函数可能会将一个 Employee 实例附加到列表中，这会违反调用者中变量的类型。

我无法与 MyPy 交谈，但我希望这很有用。