类型和类型的Python类型提示之间的区别？

Posted 2023-03-22

【中文标题】类型和类型的Python类型提示之间的区别？

【英文标题】：Difference between Python type hints of type and Type?

【发布时间】：2021-01-12 21:02:47

【问题描述】：

今天，我遇到了一个以type 提示的函数类型。

我已经研究了何时应该使用type 或Type 输入提示，但我找不到满意的答案。根据我的研究，两者之间似乎存在一些重叠。

我的问题：

type 和 Type 有什么区别？ 什么是显示何时使用type 和Type 的示例用例？

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研究

查看Type (from typing tag 3.7.4.3)的来源，我可以看到：

# Internal type variable used for Type[].
CT_co = TypeVar('CT_co', covariant=True, bound=type)


# This is not a real generic class.  Don't use outside annotations. 
class Type(Generic[CT_co], extra=type):
    """A special construct usable to annotate class objects. ```

看起来Type 可能只是type 的别名，但它支持Generic 参数化。这是正确的吗？

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示例

这是使用Python==3.8.5 和mypy==0.782 制作的一些示例代码：

from typing import Type

def foo(val: type) -> None:
    reveal_type(val)  # mypy output: Revealed type is 'builtins.type'

def bar(val: Type) -> None:
    reveal_type(val)  # mypy output: Revealed type is 'Type[Any]'

class Baz:
    pass

foo(type(bool))
foo(Baz)
foo(Baz())  # error: Argument 1 to "foo" has incompatible type "Baz"; expected "type"
bar(type(bool))
bar(Baz)
bar(Baz())  # error: Argument 1 to "bar" has incompatible type "Baz"; expected "Type[Any]"

显然mypy 认识到了差异。

【参考方案1】：

type is a metaclass. 就像对象实例是类的实例一样，类也是元类的实例。

Type 是一个注解，用于告诉类型检查器，将在使用注解的任何位置处理类对象本身，而不是该类对象的实例。

它们有多种关联方式。

type 应用于参数时带注释的返回类型为Type。这与将list 应用于参数（如list((1, 2))）具有带注释的返回类型List 相同。在中使用reveal_type：

reveal_type(type(1))

我们在问type 的返回值在给定 1 时的推断类型注释是什么。答案是Type，更具体地说是Type[Literal[1]]。

Type 是类型检查时间构造，type 是运行时构造。这有多种含义，我稍后会解释。

继续你的例子，在：

class Type(Generic[CT_co], extra=type):
    ...

我们没有将extra 注释为type，而是将值为type 的关键字参数extra 传递给Type 的元类。有关此构造的更多示例，请参阅Class-level Keyword Arguments。请注意，extra=type 与extra: type非常不同：一个是在运行时分配一个值，一个是在类型检查时使用类型提示进行注释。

现在来看有趣的部分：如果mypy 能够成功地对两者进行类型检查，为什么要使用一个而不是另一个呢？答案在于Type，作为一个类型检查时间结构，与打字生态系统的集成度更高。给定这个例子：

from typing import Type, TypeVar

T = TypeVar("T")

def smart(t: Type[T], v: T) -> T:
    return v

def naive(t: type, v: T) -> T:
    return v

v1: int = smart(int, 1) # Success.
v2: int = smart(str, 1) # Error.

v3: int = naive(int, 1) # Success.
v4: int = naive(str, 1) # Success.

v1、v3 和 v4 类型检查成功。您可以看到naive 中的v4 是误报，因为1 的类型是int，而不是str。但是因为您无法参数化 type 元类（它不是 Generic），所以我们无法获得 smart 所具有的安全性。

我认为这更多是语言限制。您可以看到 PEP 585 试图弥合相同类型的差距，但对于 list / List。归根结底，想法还是一样：小写版本是运行时类，大写版本是类型注释。两者可以重叠，但两者都有各自独有的功能。

【讨论】：

哇，这个答案让我学到了很多东西。谢谢@MarioIshac！如果您继续发布这样的答案，我认为您很快就会拥有大量声誉