如何让IDE识别Python中静态声明、动态创建类的期望类型名？

Question

问题：

我正在开发一个库，比如支持 UInt5 类型、Int33 类型等等。这个库比这要复杂一些，但为了举例，创建一个 UInt12 类型可能会这样做：

def makeUInt(size:int) -> type[UInt]:
   class NewUInt(UInt):
       # Do stuff with size
   NewUInt.__name__ = f"UInt{size}"
   return NewUInt
   
UInt12 = makeUInt(12)
an_example_number = UInt12(508)

我的开发环境（VS Code）的智能提示功能识别 an_example_number 的类型为 UInt，而不是 UInt12。

麻烦来了：

我并不指望动态声明的类型能被类型提示识别。然而，我已经明确指定了 UInt12 作为类型别名，实际上如果我使用子类而不是类型别名，像这样：

def makeUInt(size:int) -> type[UInt]:
   class NewUInt(UInt):
       # Do stuff with size
   NewUInt.__name__ = f"UInt{size}"
   return NewUInt
   
class UInt12(makeUInt(12)): pass
an_example_number = UInt12(508)

一切就能按预期工作，所以显然在某种程度上，动态声明可以被转化为 IDE 能理解的东西。

举个例子，我可以假设让 UInt 记录已创建的类，并阻止 UInt12(makeUInt(12)) 实际上成为子类。不过，这显然不是一个理想的解决办法。

请求：

我该如何（最好是在 Python 3.8 中）保留动态创建类型的优势，同时让 IDE 理解我对这些类型实例的命名方式？

最终的使用场景是，我想明确提供某些类型，而不需要每次都重新声明 # 使用大小信息做事情，这样像 UInt16、UInt32 等常见类型可以在我的库中声明并获得提示，而像 UInt13 这样的不常见类型则由用户根据需要声明，未必能获得提示。

背景信息：

def makeUInt(size:int) -> type[UInt]:
   class NewUInt(UInt):
       # Do stuff with size
   NewUInt.__name__ = f"UInt{size}"
   return NewUInt
   
UInt12 = makeUInt(12)
an_example_number = UInt12(508)

我希望 an_example_number 在类型提示中显示为 UInt12，但它显示为 UInt。

Answer 1

在你的情况下，明确地创建子类可能会更有效，就像你已经看到的那样。

与其创建一个类工厂函数，不如在基类中定义所有派生类的共同行为，然后让具体的实现依赖于子类中定义的类变量。

在一个和你的例子类似的情况下，可以这样写：

class UInt:
    size: int  # to be defined by subclasses

    def __init__(self, value: int):
        if value >= 2 ** self.size:
            raise ValueError("Too big")
        self._value = value

    def __repr__(self):
        return f"{self.__class__.__name__}({self._value})"


class UInt12(UInt):
    size = 12


an_example_number = UInt12(508)
print(an_example_number)  # UInt12(508)