Python类型提示与抽象基类

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Python类型提示与抽象基类

我有一个ABC（抽象基类），其中的方法应该由子类返回其自己的类型，我正在尝试找出最佳的类型提示方法。例如：\n

from abc import ABC, abstractmethod
class Base(ABC):
    @abstractmethod
    def f(self): ## 这里我想要一个类型提示来表示self的类型
        pass
class Blah(Base):
    def __init__(self, x: int):
        self.x = x
    def f(self) -> "Blah":
        return Blah(self.x + 1)

\n我能想到的最好的方法是下面这个，但有点繁重：\n

from abc import ABC, abstractmethod
from typing import TypeVar, Generic
SELF = TypeVar["SELF"]
class Base(ABC, Generic[SELF]):
    @abstractmethod
    def f(self) -> SELF:
        pass
class Blah(Base["Blah"]):
    def __init__(self, x: int):
        self.x = x
    def f(self) -> "Blah":
        return Blah(self.x+1)

\n有更好/更简洁的方法吗？

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Python类型提示是一种在代码中指定变量和函数参数类型的方法。在Python 3.7中，通过从__future__模块中导入annotations实现了这一功能。然而，使用这种方式时，如果一个子类的函数和父类的函数具有相同的内容，仍然需要重新定义函数。为了解决这个问题，可以使用抽象基类（Abstract Base Classes）。

抽象基类是一种特殊的类，用于定义一组必须在子类中实现的方法。通过使用抽象基类，我们可以在父类中定义一个函数并指定其返回类型为父类本身，而不是子类。这样，子类可以继承父类的函数，并且无需重新定义函数，同时仍然保持了正确的类型提示。

下面是使用抽象基类来解决这个问题的示例代码：

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod
class Base(ABC):
    @abstractmethod
    def f(self) -> Base:
        pass
class Blah(Base):
    def __init__(self, x: int):
        self.x = x
    
    def f(self) -> Blah:
        return Blah(self.x + 1)

在上面的代码中，我们定义了一个抽象基类Base，并在其中定义了一个抽象方法f。这个方法的返回类型被指定为Base，这意味着子类可以继承这个方法并返回自己。

然后，我们定义了一个子类Blah，它继承了Base类。在Blah类中，我们实现了f方法，并将其返回类型指定为Blah。这样，Blah类的实例可以在调用f方法后返回一个新的Blah实例。

通过使用抽象基类和正确的类型提示，我们可以避免在每个子类中重新定义相同内容的函数，并且仍然能够获得准确的类型提示。

除了使用抽象基类，我们还可以使用前向引用（forward references）来指定类型。此外，可以在基类中使用TypeVar来定义泛型，这样基类就不需要成为泛型类。还可以在classmethod中使用cls: Type[T]来指定类方法的类型。

总结起来，Python类型提示的问题是在子类中重新定义父类函数的内容，即使内容相同也需要重新定义。为了解决这个问题，可以使用抽象基类和正确的类型提示来避免重新定义函数，并获得准确的类型提示。

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