Python类型检查与继承问题

Question

我有一段Python代码，它需要检查数据类型。我会用数学的语言来描述我的问题，这样会更清楚。我有几个类，它们之间有包含关系，形成了一条继承链。

class Real(object):
    pass

class Integer(Real):
    pass

class Natural(Integer):
    pass

我还有一些元组，这些元组包含了类型。每个元组对应着某个函数的定义域。

t1 = ( Real, Real )
t2 = ( Real , Integer )

我想做一种类型检查，比如给定一个元组 ( Natural , Natural )，检查这个元组中的每个元素是否都是指定定义域的子类。例如，对于某个函数 getcompatibles，我希望能够这样做：

getcompatibles( ( Real, Real ) ) = [ t1 ]
getcompatibles( ( Real, Integer ) ) = [ t1, t2 ]
getcompatibles( ( Natural, Natural ) ) = [ t1, t2 ]
getcompatibles( ( Natural, Real ) ) = [ t1 ]

我想到的唯一解决办法是遍历每个定义域(t1, t2)，然后检查每个类型的 __subclasses__，看看给定的输入是否满足 isinstance 的条件。

不过，这样做效率非常低，不知道有没有更Pythonic的做法呢？

Answer 1

在你不需要检查类型的时候，就别去检查，依靠异常处理来应对那些不符合预期的情况，使用 try / except 来捕捉这些错误。

在Python中，这是一种“懒惰类型”的语言（但它是强类型的，免得让我惹怒那些纯粹主义者），如果你反复调用 isinstance，那肯定会增加额外的开销。当我面对这样的设计问题时，我会问自己：“如果你不想让这个函数处理自然数的对，那你为什么还要用它来处理呢？”大概你是基于 is_compatible 来做某种条件判断，我建议你把这个改成条件调用。

如果能看到你打算如何使用 is_compatible 的结果，可能会给出更有针对性的答案。

Answer 2

def compatible_pred(obj_types, fun_signature):
  if len(obj_types) != len(fun_signature): return False
  return all(issubclass(of, ft) for of, ft in zip(obj_types, fun_signature))

def is_compatible(obj_types, fun_signatures=(t1, t2)):
  return [t for t in fun_signatures if compatible_pred(obj_types, t)]

这个 is_compatible 的名字让人很困惑，因为它其实并不是一个判断条件的东西。为什么不给它起个更合适的名字，比如 getcompatibles 呢？这样的话，听起来像是判断条件的 iscompatible 就可以用来表示我现在叫的 compatible_pred 了。