Python中类型注释的自引用或前向引用

Question

我试图弄清楚类型的自引用如何与python3的类型注释一起使用-文档未对此进行任何指定。

举个例子：

from typing import TypeVar, Optional, Generic

T = TypeVar('T')
class Node(Generic[T]):
    left = None
    right = None
    value = None

    def __init__(
        self, value: Optional[T],
        left: Optional[Node[T]]=None,
        right: Optional[Node[T]]=None,
    ) -> None:
        self.value = value
        self.left = left
        self.right = right

此代码生成错误：

Traceback (most recent call last):
  File "node.py", line 4, in <module>
    class Node(Generic[T]):
  File "node.py", line 12, in Node
    right: Optional[Node[T]]=None,
NameError: name 'Node' is not defined

这是使用Python 3.5.1

Answer 1

PEP 0484-类型提示-前向声明的问题解决了以下问题：

类型提示的问题在于，在定义函数时会评估注释（根据PEP
3107
，与默认值类似），因此在定义函数时必须已经定义了注释中使用的任何名称。常见的情况是类定义，其方法需要在其注释中引用类本身。（更一般而言，它也可能在相互递归的类中发生。）这对于容器类型是很自然的，例如：

…

如所写，这是行不通的，因为Python的特殊性是一旦执行了整个类的主体，就定义了类名。
我们的解决方案不是特别优雅，但可以完成工作，它允许在注释中使用字符串文字。 但是，大多数时候您不必使用它-
类型提示的大多数用法都应引用内置类型或其他模块中定义的类型。

from typing import TypeVar, Optional, Generic

T = TypeVar('T')
class Node(Generic[T]):
    left = None
    right = None
    value = None

    def __init__(
        self,
        value: Optional[T],
        left: Optional['Node[T]']=None,
        right: Optional['Node[T]']=None,
    ) -> None:
        self.value = value
        self.left = left
        self.right = right

>>> import typing
>>> typing.get_type_hints(Node.__init__)
{'return': None,
 'value': typing.Union[~T, NoneType],
 'left': typing.Union[__main__.Node[~T], NoneType],
 'right': typing.Union[__main__.Node[~T], NoneType]}