Python 存根文件中的Mypy泛型类

我在玩弄向一个库添加类型存根，这个库有一个名为

List

的集合类，它本质上是内置

列表的包装器。出于所有实际目的，您可以假设它如下所示：

# library.py
class List:
    def __init__(self, *values):
        self.values = values

现在，在我的存根文件
library.pyi
中，我有：

# library.pyi
from typing import Generic, TypeVar, Iterable
T = TypeVar('T')
class List(Generic[T]):
   def __init__(self, *values: T) -> None: ...

如果我执行以下操作，我希望键入失败：

# client.py
from library import List
def f() -> List[str]:
    return List(*range(10))

但是，
mypy client.py
以0退出。此外，
python client.py
失败，出现
TypeError:“type”对象不可下标

我的理解是类型提示对运行时没有任何影响。这显然是错误的。有人能纠正我关于类型提示如何工作的思维模式吗

此外，是否有任何方法可以获得我想要的（即拥有
mypy client.py
fail）？
它失败的全部原因是因为键入存根对运行时没有影响

def（）->List[str]
的返回注释在运行时进行计算。这会失败，因为库的
列表
不是从
Generic[T]
继承的，因此
List[str]
会抛出错误

此外，可变参数的注释应该是每个参数的类型。也就是说，
*值：Iterable[T]
意味着每个项都应该是该类型的Iterable。您可能是指
*值：T

至于它失败的原因，可能只是mypy中的一个bug。尝试为
\uuuu new\uuuu
创建类型存根，因为
\uuuu new\uuuu
决定对象的类型。例如：

class List(Generic[T]):
    def __new__(cls, *values: T) -> List[T]: ...
    def __init__(self, *values: T) -> None: ...

为了理解正在发生的事情，我认为首先回顾一些背景资料会有所帮助

在Python3.0中，Python添加了一个新的语言特性，称为函数注释。函数注释本身与类型注释无关——它们只是将任意信息附加到函数的一种方式

基本上，Python所做的是接受您包含的任何注释，对它们求值，然后将它们添加到函数的
\uuuuu注释\uuuu
字段中。例如，请尝试运行以下代码：

def foo(x: 3 + 4 * 5, y: [i + 1 for i in range(4)]) -> max(3, 4):
    pass

print(foo.__annotations__)

如果我们运行此程序，我们将得到：

{'x': 23, 'y': [1, 2, 3, 4], 'return': 4}

也就是说，Python将运行
3+4*5
，然后
[i+1代表范围（4）]
，然后
max（3,4）
，然后将该数据附加到
注释中。完成此操作后，Python将不再做其他事情

简而言之，这意味着

Python仍然必须计算每个注释，这些注释必须是有效的Python表达式
但这样做之后，注释将被忽略
因此，这意味着当我们使用特定的类型提示时，每个类型提示都会在函数定义期间单独计算/必须是一个有效的表达式，但随后会被Python运行时后记忽略

（作为一个警告，这种行为在将来可能会有轻微的变化：因为我们必须计算每个注释，使用类型提示确实会带来轻微的性能损失–有一些讨论可能会更改Python，因此在将来，表达式将作为字符串存储在
\uuuuuuuuuu注释中，而不是立即进行计算。）)


现在，考虑所有这些因素，让我们看看您的程序。当Python本身运行您的程序时，它将完全忽略您的
.pyi
文件。当它遇到：

from library import List

def f() -> List[str]:
    return List(*range(10))

…它将首先计算
List[str]
，然后将结果对象附加到
f.\uuuu注释\uuuu

但是我们遇到了一个问题！您的
列表
类型不支持
\uuu getitem\uuu
协议，因此它不知道如何处理
[str]
位！因此您的代码崩溃

修复此问题的最简单方法是

在
library.py
中修复类，这样它也可以扩展
Generic[T]
（扩展该类时，它会执行一些元编程，以便执行
List[str]
操作）
切换到使用
client.py
中基于注释的语法，即：

def f():
    # type: () -> List[str]
    ...

…由于Python运行时完全忽略注释，因此现在不需要以任何方式更改
List
类–存根对于mypy来说就足够了

（我们在这里做的是，mypy将完全忽略
library.py
，只查看
library.pyi
——因此，它不关心
library.py
是否使
列表
类通用。）

将[str]
列为字符串：

def f() -> 'List[str]':
    ...

Mypy和其他兼容PEP 484的类型检查器允许人们在字符串中输入类型提示，作为必要时“向前声明”类型的一种方式，但我们没有理由不能将所有内容都编码为字符串（除了它看起来有点凌乱）

我推荐方法1，因为方法2和方法3有点粗糙和脆弱。
>失败的全部原因是因为键入存根对运行时没有影响。[…]>返回注释
def（）->List[str]
是在运行时计算的。我想让我困惑的是存根和类型提示之间的区别。我的思维模式是，在执行代码之前，两者基本上都被剥离了。在运行时计算
def（）->List[str]
是什么意思？