相同的通用函数签名的 Python 类型注释

Question

typing.Callable需要两个“参数”:参数类型和返回类型。参数类型应该是 ... ，对于任意参数，或显式类型列表(例如， [str, str, int] )。

有没有办法表示Callable s 具有完全相同的，尽管是任意的，泛型签名？

例如，假设我想要一个接受函数并返回具有相同签名的函数的函数，如果我预先知道函数签名，我可以这样做:

def fn_combinator(*fn:Callable[[Some, Argument, Types], ReturnType]) -> Callable[[Some, Argument, Types], ReturnType]:
    ...

但是，我事先不知道参数类型，我希望我的组合器具有适当的通用性。我曾希望这会奏效:

ArgT = TypeVar("ArgT")
RetT = TypeVar("RetT")
FunT = Callable[ArgT, RetT]

def fn_combinator(*fn:FunT) -> FunT:
    ...

然而，解析器(至少在 Python 3.7 中)不喜欢 ArgT在第一个位置。是 Callable[..., RetT]我能做的最好吗？

Answer 1

在 Python 3.10 之前
如果您根本不需要更改函数签名，则应该定义 FuncT作为 TypeVar :

FuncT = TypeVar("FuncT", bound=Callable[..., object])

def fn_combinator(*fn: FuncT) -> FuncT:
    ...

Is there a way of representing Callables that have exactly the same, albeit arbitrary, signatures for generics?

与类型别名(例如: FuncT = Callable[..., RetT] )不同， TypeVar允许类型检查器推断参数和返回值之间的依赖关系，确保函数签名完全相同。
然而，这种方法是完全有限的。使用 FuncT使正确键入返回的函数变得困难(参见 this mypy issue)。

def fn_combinator(*fn: FuncT) -> FuncT:
    def combined_fn(*args: Any, **kwargs: Any) -> Any:
        ...

    # return combined_fn  # Won't work. `combined_fn` is not guaranteed to be `FuncT`
    return cast(FuncT, combined_fn)

由于 Callable 的限制，这是我们从 Python 3.7 开始所能做的最好的事情。介绍于 PEP 484 .

... only a list of parameter arguments ([A, B, C]) or an ellipsis (signifying "undefined parameters") were acceptable as the first "argument" to typing.Callable. --- PEP 612

python 3.10+
幸运的是，可调用对象的类型注释在 Python 3.10 中将变得更加灵活，使用 typing.ParamSpec (所谓的“参数规范变量”)和 typing.Concatenate在 PEP 612 中提出.这扩展了 Callable支持注释更复杂的可调用对象。
这意味着您将能够执行以下操作:

P = ParamSpec("P")
RetT = TypeVar("RetT")

def fn_combinator(*fn: Callable[P, RetT]) -> Callable[P, RetT]:
    ...

它还允许我们在不使用 cast 的情况下对返回的可调用对象进行完全类型检查。 :

def fn_combinator(*fn: Callable[P, RetT]) -> Callable[P, RetT]:
    def combined_fn(*args: P.args, **kwargs: P.kwargs) -> RetT:
        ...

    return combined_fn

查看发行说明 here .