如何在协议上定义具有协变量返回类型的可调用属性？

Question

通常可以理解，可调用的返回类型是co_variant。当使用可调用的_attribute定义类型时，我确实可以使返回类型成为通用的和协变量的：

from typing import TypeVar, Callable, Generic, Sequence
from dataclasses import dataclass

R = TypeVar("R", covariant=True)

@dataclass
class Works(Generic[R]):
    call: Callable[[], R]  # returns an R *or subtype*

w: Works[Sequence] = Works(lambda: [])  # okay: list is subtype of Sequence

但是，对于Protocol来说，同样的情况并不适用。当我以同样的方式为该类型定义一个Protocol时，MyPy拒绝它-它坚持返回类型必须是_in_variant。

from typing import TypeVar, Callable, Protocol

R = TypeVar("R", covariant=True)

class Fails(Protocol[R]):
    attribute: Callable[[], R]

$ python -m mypy so_testbed.py --pretty
so_testbed.py:5: error: Covariant type variable "R" used in protocol where invariant one is expected
    class Fails(Protocol[R]):
    ^
Found 1 error in 1 file (checked 1 source file)

如何正确地为尊重Protocol协变性的具体类型定义R

Answer 1

在Protocol中，您尝试的内容显然是不可能的--参见佩普544中的以下内容

可变属性的协变子类型 拒绝，因为可变属性的协变量子类型不安全。考虑一下这个例子：

class P(Protocol):
    x: float

def f(arg: P) -> None:
    arg.x = 0.42

class C:
    x: int

c = C()
f(c)  # Would typecheck if covariant subtyping
      # of mutable attributes were allowed.
c.x >> 1  # But this fails at runtime

最初的建议是出于实际原因允许这样做，但后来被拒绝了，因为这可能掩盖了一些很难发现的bug。

因为您的attribute是一个可变的成员-您不能让它在R方面是协变的。

一种可能的选择是用一种方法替换attribute：

class Passes(Protocol[R]):
    @property
    def attribute(self) -> Callable[[], R]:
        pass

这通过了类型检查，但这是一个不灵活的解决方案。

如果您需要可变的协变量成员，那么Protocol并不是可行的。

Answer 2

正如@Daniel所指出的，您不能通过协变量变量来参数化协议类型，因为它用于可变属性。

另一种选择是将变量分为两个(协变量和不变变量)，并在两个协议(替换、Callable和Protocol)中使用它们。

from typing import TypeVar, Callable, Protocol

R_cov = TypeVar("R_cov", covariant=True)
R_inv = TypeVar("R_inv")

class CallProto(Protocol[R_cov]):
    def __call__(self) -> R_cov: ...
    
class Fails(Protocol[R_inv]):
    attribute: CallProto[R_inv]