PEP解读 第1期 Python3.12-PEP695-类型形参语法概述

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PEP695：https://peps.python.org/pep-0695/

前置/PEP484：https://peps.python.org/pep-0484/

此文主要从面上介绍 PEP695 的核心思想和关键变化，不涉及细节内容。

是什么

PEP 695 – Type Parameter Syntax，即 类型形参语法 ，提供了一种新的方式来确定泛型函数或者类。

用例：

from numbers import Number


def max[T: Number](a: T, b: T) -> T:
    return a if a > b else b

该段代码声明了一个动态类型函数max()，其定义了一个涵盖Number类型的泛型T，接收两个T类型的参数，返回与两个参数类型一致的返回值。

Q：Python不是动态类型语言吗？为什么需要显式声明动态类型函数/类？

A：以C++为例，静态类型语言的编译期会对类型进行检查，如果类型不匹配，编译器会报错。因此C++中的 template <typename T> 等声明是严格的、强制的；而Python是动态类型语言，其声明只是一种“类型注释”，以供检查（点名批评vscode，表扬pycharm），只在开发期起到提示作用，不影响编译期和运行期。

为什么

既然是一种“类型注释”，那么它就不应该在编译期和运行期产生效应，我们只关注其担当注释职能的效果。

在Python3.11及以前，想要给一个泛型类或者泛型函数做类型注释，我们是这么做的：

# PEP484
# Python3.5+
from typing import TypeVar
from numbers import Number

T = TypeVar('T', bound=Number)


def max(a: T, b: T) -> T:
    return a if a > b else b

而在Python3.12以后，我们可以：

from numbers import Number


def max[T: Number](a: T, b: T) -> T:
    return a if a > b else b

该函数确定泛型T，泛型T支持的类型包含Number；确定函数接收两个参数a, b，类型为T，返回一个参数，类型也为T。其中a, b及返回值类型完全相同。
以下情况是不符合类型注释的，会被IDE划线警告：

  1. a, b和返回值不是Number
  2. 虽然它们都是Number，但是类型不一致，有的是int，有的是float…

怎么做

如何写好一个泛型函数/类的类型注释？

声明

对于函数：
def func[T: str]() -> T
对于类：
class ClassA[T: str]

多种类型变量

原教旨，使用元组声明：

def func[T: (Number, tuple)]()

元组必须包含至少两个元素，否则会报错。

def func[T: ()]()      # Type checker error: two or more types required
def func[T: (str,)]()  # Type checker error: two or more types required
def func[T: str]()     # 正确的写法

元组不能在外部定义，不可以是

a = (Number, tuple)
def func[T: a]()   # Type checker error: literal tuple expression required

泛型声明内不能再套泛型

def func[T: (list[S], str)]()  #Type checker error: generic type

泛型声明不可以是该类型的实例

def func[T: (3, tuple)]()    # Type checker error: invalid expression form

但是请注意，"ForwardReference"是一个特殊的字符串，它用来指代未定义的类。

def func[T: ("ForwardReference", tuple)]()    # OK
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厉害的