Python中的typing模块，TypeVar(A, B, covariant=True)是什么意思？

Question

今天我深入研究了Liskov替换原则和协变/逆变。

我卡在以下两种方式的区别上：

1. T = TypeVar("T", bound=Union[A, B])
2. T = TypeVar("T", A, B, covariant=True)

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#1的理解

TypeVar('T', A, B)和TypeVar('T', bound=Union[A, B])的区别

这个答案清楚地说明了T可以是：

1. Union[A, B]（或任何A和B的子类型的联合，例如Union[A, BChild]）
2. A（或A的任何子类型）
3. B（或B的任何子类型）

这对我来说很有道理。

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我对#2的理解存在缺陷

MyPy不允许受限制的TypeVar协变吗？定义具有受限但协变键值类型的通用字典

重新提到bound=Union[A, B]情况，但没有涉及选项#2 A、B、covariant=True的含义。

我尝试使用mypy进行实验，但似乎无法弄清楚。 有人能指出这是什么意思吗？

我认为它的意思是：

1. A（或任何A的子类型）
2. B（或任何B的子类型）

（即排除上面的Union情况）

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**编辑**

评论中有人问：

你确定它们实际上是不同的吗？

这里是展示差异的样例代码。错误来自于 mypy==0.770。

from typing import Union, TypeVar, Generic


class A: pass

class ASub(A): pass

class B: pass


# Case 1... Success: no issues found
# T = TypeVar("T", bound=Union[A, B])

# Case 2... error: Value of type variable "T" of "SomeGeneric" cannot be "ASub"
T = TypeVar("T", A, B, covariant=True)


class SomeGeneric(Generic[T]): pass

class SomeGenericASub(SomeGeneric[ASub]): pass

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**编辑2**

最终我在python/mypy #8806：当T_co = TypeVar（“T_co”，A，B，covariant=True）且传递了A的子类时，Generic [T_co]出错

这解决了我一些误解。结果发现TypeVar（“T”，A，B，covariant=True）并不正确，因为知道值限制A和B实际上不是协变的。

只有当它们相关时，使用covariant=True语法才有用。

- Intrastellar Explorer

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你确定它们实际上是不同的吗？联合本身是协变的，所以我认为这两个表达式之间没有任何区别并不明显。 - Samwise

是的，@Samwise 我刚刚编辑了我的问题，以添加演示差异的示例代码。 - Intrastellar Explorer

好的，也许mypy有漏洞。但是，有人能解释一下T = TypeVar("T", A, B, covariant=True)实际上是什么意思吗？你是说它应该与bound=Union[A, B]的情况完全相同，如果是的话，为什么呢？ - Intrastellar Explorer

它应该表示一个只能为A或B的类型变量，这恰好是协变的。它不应该与联合边界情况相同。 - user2357112

@user2357112支持Monica，我同意A，ASub，covariant=True应该拒绝SomeOtherASub，因为SomeOtherASub不是ASub的子类。那么对于T = TypeVar（“T”，A，B，covariant=True），然后只使用普通的ASub进行测试呢？你认为它出错是mypy的一个错误吗？我仍然不确定A，B，covariant=True的一般配方。 - Intrastellar Explorer

Answer 1

协变性和逆变性是与面向对象和泛型之间的交集相关的术语。

这个概念试图回答以下问题：

1. 我们有一些“常规”的面向对象类，Base 和 Derived。
2. 我们还有一些泛型类型 - 假设为 List[T]。
3. 我们知道 Derived 可以在任何可以使用 Base 的地方使用 - 那么这是否意味着 List[Derived] 可以在任何可以使用 List[Base] 的地方使用？
4. 可能是反过来的吗？也许现在 List[Base] 可以在任何可以使用 List[Derived] 的地方使用？

如果第三个问题的答案是肯定的，那么它被称为协变性，我们将声明 List 具有 covariance=True。如果第四个问题的答案是肯定的，则称为逆变性。如果都不是，则为不变性。

边界也来自OO和泛型的交集。当我们定义一个泛型类型MyType<T>时，它是否意味着T可以是任何类型？或者，我可以对T施加一些限制吗？边界允许我声明T的上限是，例如，类Derived。在这种情况下，Base不能与MyType一起使用，但Derived及其所有子类都可以。

协变和逆变的定义可以在PEP-484的本节中找到。

- Roy2012

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一个简单的快捷方式：它只作为类的方法参数类型使用吗？如果是的话，可能是逆变的。它只作为类的方法返回类型使用吗？如果是的话，可能是协变的。它作为类的属性类型使用，并且这些属性是不可变的吗？如果是的话，可能是协变的。在所有其他情况下，可能是不变的。 - undefined