Python类型注释：继承方法的返回类型

Question

我已经创建了一个类似字典的自定义类，以简化在大型数据集上合并评估指标的过程。该类实现了一个 __add__ 方法来汇总各种指标。

以下是我正在处理的代码的简化版本：

from __future__ import annotations
from typing import TypeVar, Dict


T = TypeVar('T', int, float)


class AddableDict(Dict[str, T]):
    def __add__(self, other: AddableDict[T]) -> AddableDict[T]:
        if not isinstance(other, self.__class__):
            raise ValueError()
        new_dict = self.__class__()
        all_keys = set(list(self.keys()) + list(other.keys()))
        for key in all_keys:
            new_dict[key] = self.get(key, 0) + other.get(key, 0)
        return new_dict


# AddableIntDict = AddableDict[int]
# this would work just fine, however I need to add a few additional methods


class AddableIntDict(AddableDict[int]):
    def some_int_specific_method(self) -> None:
        pass


def main() -> None:
    x = AddableIntDict()
    y = AddableIntDict()
    x['a'] = 1
    y['a'] = 3

    x += y  # breaks mypy

程序的最后一行导致了mypy (0.782)出现以下错误：error: Incompatible types in assignment (expression has type "AddableDict[int]", variable has type "AddableIntDict")。

我能理解这个错误。

当我把AddableIntDict定义为AddableDict[int]类型别名时，代码可以正常工作，如我的注释所示。但是，由于我需要根据字典值的类型添加其他方法，如some_int_specific_method所示，因此我不能简单地使用类型别名。

是否有人能够指导我如何注释父类的__add__方法，以便它将返回调用类的类型呢？

（我正在使用Python 3.8.3）

- tingled

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顺便提一下，all_keys = set(list(self.keys()) + list(other.keys())) 可以简化为 all_keys = self.keys() | other.keys()，因为字典的键视图对象已经实现了类似集合的操作。 - juanpa.arrivillaga

另外，作为另一个侧面的说明，看起来这只是在重新发明 collections.Counter。 - juanpa.arrivillaga

感谢 @juanpa.arrivillaga 的提示。我熟悉 Counter。我正在实现的类引入了更复杂的逻辑，尽管它可能可以重写为使用 Counter。 - tingled

Answer 1

通过使用类型变量，可以引用“self的类型”。这将解析为在调用方法的基类或子类中适当的类型：

from typing import TypeVar, Dict


T = TypeVar('T', int, float)
AD = TypeVar('AD', bound='AddableDict')


class AddableDict(Dict[str, T]):
    def __add__(self: AD, other: AD) -> AD: ...


class AddableIntDict(AddableDict[int]):
    def some_int_specific_method(self) -> None: ...

x = AddableIntDict(a=1)
y = AddableIntDict(a=3)
x += y  # works for mypy and others

- MisterMiyagi

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注意：使用--strict标志时，mypy会报错，指出“AddableDict”缺少泛型类型参数。但是似乎可以安全地忽略这些错误。 - Peilonrayz