Python - 如何使用存储在类变量中的类型作为同一类方法的参数的类型提示？

考虑下面的代码：

from typing import Protocol, ClassVar, Any


class Tool(Protocol):
    t: ClassVar

    # def f(self, params: self.t) -> Any:
    # NameError: name 'self' is not defined
    def f(self, params) -> Any:
        pass


class Sum:
    t: ClassVar = list[int]

    def f(self, params: list[int]) -> int:
        return sum(params)


def use_tool(tool: Tool, params: Any) -> Any:
    return tool.f(params)


s = Sum()
print(use_tool(s, [1, 2]))

我想定义一个协议 Tool ，这样像 Sum 这样的类可以用特定的 t 来实现​​它，而在 Sum.f() 等方法中， params 会受到限制在类型检查中具有 t 的类型，它存储类型/类对象。我该怎么做？

我试图在类型注释中使用 self.t 来引用 t ，但这不起作用，用 self 替换 typing.Self 也不起作用。

我认为存储类型对于 f() 的参数在假设 t 存储 a pydantic.BaseModel （这意味着 t 的类型为 ModelMetaclass ）的情况下很有用，那么在像 use_tool 这样的函数中，我可以查看 t via t.model_dump_json() 的模式。此外， use_tool() 可以将 JSON 字符串作为输入，并在调用 t.model_validate_json() 之前通过 Tool.f 将其解析为适当的模型。

你可以使用 TypeVar 和泛型来实现你想要的。 以下是如何操作：

from typing import Protocol, TypeVar, Generic, Any

T = TypeVar('T')

class Tool(Protocol, Generic[T]):
    t: type[T]

    def f(self, params: T) -> Any:
        ...


class Sum:
    t = list[int]

    def f(self, params: list[int]) -> int:
        return sum(params)


def use_tool(tool: Tool[Any], params: Any) -> Any:
    return tool.f(params)


s = Sum()
print(use_tool(s, [1, 2]))

解释:

1. TypeVar : 我们首先定义一个 TypeVar T ，它表示一个可以是任何类型的占位符。
2. Generic[T] : 我们使 Tool 协议成为一个泛型协议，它接受一个类型参数 T 。这意味着 Tool 可以被任何具体的类型实例化，例如 Tool[list[int]] 或 Tool[str] 。
3. t: type[T] : 我们将 t 声明为一个类变量，其类型为 type[T] 。这表示 t 将存储一个类型，而该类型必须是 T 的子类。
4. f(self, params: T) -> Any : 在 f 方法中，我们使用 T 作为 params 参数的类型提示。 这意味着传递给 f 的参数类型必须与 t 存储的类型匹配。

通过这种方式，你可以确保传递给 f 方法的参数类型与存储在 t 中的类型一致，同时仍然允许不同的类以不同的类型实现 Tool 协议。