摘要

PEP 484、526、544、560 和 563 定义的静态类型是在现有 Python 运行时的基础上逐步构建的，并受现有语法和运行时行为的约束。这导致在typing模块中存在重复的集合层次结构，因为泛型（例如typing.List和内置的list）。

此 PEP 提出启用对当前在typing模块中可用的所有标准集合中的泛型语法的支持。

原理和目标

此更改消除了在typing模块中使用并行类型层次结构的必要性，使用户更容易注释其程序，也使教师更容易教授 Python。

术语

泛型（n.）– 可以参数化的类型，通常是容器。也称为参数类型或泛型类型。例如：dict。

参数化泛型 – 泛型的特定实例，其中提供了容器元素的预期类型。也称为参数类型。例如：dict[str, int]。

向后兼容性

包括类型检查器和代码分析器在内的工具将必须进行调整以识别标准集合作为泛型。

在源代码级别，新描述的功能需要 Python 3.9。对于仅限于类型注释的用例，使用“annotations” future-import（从 Python 3.7 开始可用）的 Python 文件可以参数化标准集合，包括内置集合。重申一下，这取决于外部工具是否理解这是有效的。

实现

从 Python 3.7 开始，当使用from __future__ import annotations时，函数和变量注释可以直接参数化标准集合。示例

from __future__ import annotations

def find(haystack: dict[str, list[int]]) -> int:
    ...

在PEP 585之前，此语法的实用性是有限的，因为像 Mypy 这样的外部工具无法识别标准集合作为泛型。此外，类型提示中的一些功能（如类型别名或强制转换）需要将类型放在注释之外，在运行时上下文中。虽然这些功能不如类型注释常见，但允许在所有上下文中使用相同的类型语法非常重要。这就是为什么从 Python 3.9 开始，以下集合使用__class_getitem__()参数化包含的类型而成为泛型的原因

• tuple # typing.Tuple
• list # typing.List
• dict # typing.Dict
• set # typing.Set
• frozenset # typing.FrozenSet
• type # typing.Type
• collections.deque
• collections.defaultdict
• collections.OrderedDict
• collections.Counter
• collections.ChainMap
• collections.abc.Awaitable
• collections.abc.Coroutine
• collections.abc.AsyncIterable
• collections.abc.AsyncIterator
• collections.abc.AsyncGenerator
• collections.abc.Iterable
• collections.abc.Iterator
• collections.abc.Generator
• collections.abc.Reversible
• collections.abc.Container
• collections.abc.Collection
• collections.abc.Callable
• collections.abc.Set # typing.AbstractSet
• collections.abc.MutableSet
• collections.abc.Mapping
• collections.abc.MutableMapping
• collections.abc.Sequence
• collections.abc.MutableSequence
• collections.abc.ByteString
• collections.abc.MappingView
• collections.abc.KeysView
• collections.abc.ItemsView
• collections.abc.ValuesView
• contextlib.AbstractContextManager # typing.ContextManager
• contextlib.AbstractAsyncContextManager # typing.AsyncContextManager
• re.Pattern # typing.Pattern, typing.re.Pattern
• re.Match # typing.Match, typing.re.Match

从typing导入这些内容已弃用。由于PEP 563以及最大程度减少类型提示运行时影响的意图，此弃用不会生成 DeprecationWarnings。相反，当被检查程序的目标版本被指示为 Python 3.9 或更高版本时，类型检查器可能会警告此类弃用用法。建议允许在项目范围内取消这些警告。

弃用的功能最终可能会从typing模块中删除。删除操作最早将在 Python 3.9 的生命周期结束时进行，计划时间为 2025 年 10 月。

>>> list[str]
list[str]
>>> tuple[int, ...]
tuple[int, ...]
>>> ChainMap[str, list[str]]
collections.ChainMap[str, list[str]]

>>> l = list[str]()
[]
>>> list is list[str]
False
>>> list == list[str]
False
>>> list[str] == list[str]
True
>>> list[str] == list[int]
False
>>> isinstance([1, 2, 3], list[str])
TypeError: isinstance() arg 2 cannot be a parameterized generic
>>> issubclass(list, list[str])
TypeError: issubclass() arg 2 cannot be a parameterized generic
>>> isinstance(list[str], types.GenericAlias)
True

l: list[str] = []

l = list[str]()

参考实现

存在一个概念证明或原型实现。

被拒绝的备选方案

>>> list[str]
<class 'list'>
>>> tuple[int, ...]
<class 'tuple'>
>>> collections.ChainMap[str, list[str]]
<class 'collections.ChainMap'>

>>> from typing import List, Tuple, ChainMap
>>> List[str]
typing.List[str]
>>> Tuple[int, ...]
typing.Tuple[int, ...]
>>> ChainMap[str, List[str]]
typing.ChainMap[str, typing.List[str]]

>>> l = list
>>> l[-1]
TypeError: 'type' object is not subscriptable

>>> l = list
>>> l[-1]
list

>>> isinstance([1, 2, 3], list[str])
True

关于初始草案的说明

此 PEP 的早期版本讨论了标准集合中泛型之外的事项。为了清晰起见，这些不相关的主题已被删除。

致谢

感谢 Guido van Rossum 为 Python 做出的贡献，特别是对本 PEP 的实现。

版权

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