python - 在 Python 类中存储和断言类型

Question

PyCharm CE 2019.2.3 警告我有关一个类，该类存储了数据列表以及值数据类型。我试图将其简化为本质:

class Data:
    def __init__(self, length, data_type):
        assert isinstance(length, int) and length >= 0
        assert isinstance(data_type, type)  # commenting this line out removes the warning
        self._data = [None] * length
        self._data_type = data_type

    def set_field(self, index, value):
        assert isinstance(value, self._data_type)  # commenting this line out removes the warning
        assert isinstance(index, int)
        self._data[index] = value

我收到关于索引的警告:

Unexpected type(s):
(int, type)

Possible types:
(int, None)
(slice, Iterable[None])

Inspection Info: This inspection detects type errors in function call expressions. Due to dynamic dispatch and duck typing, this is possible in a limited but useful number of cases. Types of function parameters can be specified in docstrings or in Python 3 function annotation.

进一步评论:

• 删除两个标记断言中的至少一个可以删除警告

• 令人困惑的是，针对索引出现警告，而这些断言引用值

• 添加额外的断言或类型提示文档字符串并没有消除我的警告

我的问题:我在存储和断言类型时做错了什么吗？该警告是否有任何原因？如果没有，您是否有一种方便的方法来删除它？

Answer 1

这里的问题有两个:

• PyCharm 在通过类型正确处理元类方面存在一些盲点(在撰写本文时)。因此，如果没有额外的“提示”，它目前无法推断出 value 的正确类型。
• 因为您使用 None 初始化了列表，PyCharm 将其视为包含 None 的列表。

---

让我们从元类问题开始:

您可以通过检查 data_type 是否是 type(类的默认元类)的实例来检查它是否是一个类。然后检查值是否是该类的实例。没关系。

但是 PyCharm 假设您的 data_type 是 type (这是正确的)，但在 isinstance(value, self._data_type) 之后还假设 value 是一个 type (这是不正确的 - 它应该是 _data_type 类型)。因此，仅通过将 assert isinstance(...) 与 data_type 和 value 结合使用，PyCharm 将无法推导出 的正确类型>值!

因此，这可能属于 PyCharm 中的 Bug 或缺失功能 - 或者 PyCharm 用于确定类型的任何库。

---

第二个问题是，通过使用 None 初始化 _data，PyCharm 会将 _data 的类型推断为 List[None ](包含 None 的列表)。

因此，如果 PyCharm 为 推导出除 Any (可以分配给任何内容)或 None (这将是列表内容的预期类型)之外的任何内容value 它将导致警告。

即使有:

    def set_field(self, index, value):
        assert isinstance(value, int)  # <-- difference
        assert isinstance(index, int)
        self._data[index] = value

警告将会到来。

---

此时您有两个选择:

• 忽略警告。
• 使用成熟的类型提示(如果目标 Python 版本允许)。

如果您想使用类型提示，您可以使用:

from typing import List, Optional, TypeVar, Generic, Type

T = TypeVar('T')

class Data(Generic[T]):

    _data: List[Optional[T]]
    _data_type: Type[T]

    def __init__(self, length: int, data_type: Type[T]):
        self._data = [None] * length
        self._data_type = data_type

    def set_field(self, index: int, value: T):
        if isinstance(value, self._data_type):
            self._data[index] = value
        raise TypeError()

注意:我已经完全删除了断言。如果参数没有预期的类型或值，则 TypeError 或 ValueError 会提供更多信息。然而，在大多数情况下，文档和/或类型提示可以充分替代 Python 中的 assert 和 TypeError(至少在使用 IDE 或使用 mypy 时)。