python泛型

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1. 什么是泛型

泛型编程允许我们编写与特定类型无关的代码，提高代码的复用性和类型安全性。在Python中，这主要通过TypeVar来实现，它可以创建类型变量，在函数、类或方法中作为占位符类型使用

TypewVar的作用

创建类型变量：定义可以在多个位置使用的通用类型
保持类型一致性：确保相关参数或返回值具有相同的类型
支持复杂类型约束：可以限制类型变量的可能取值

无约束,可以是任何类型

T = TypeVar('T')
U = TypeVar('U')
V = TypeVar('V')

有约束,只能是指定类型之一

Number = TypeVar('Number', int, float, complex)

有界,必须是指定类型的子类

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def speak(self) -> str:
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self) -> str:
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self) -> str:
        return "Meow!"

AnimalType = TypeVar('AnimalType', bound=Animal)

泛型类(Generic Classes)

class Box(Generic[T]):
    """一个泛型容器类"""
    
    def __init__(self, content: T):
        self._content = content
    
    def get_content(self) -> T:
        return self._content
    
    def set_content(self, new_content: T) -> None:
        self._content = new_content
    
    def map(self, func: Callable[[T], U]) -> 'Box[U]':
        """对内容应用函数，返回新的Box"""
        return Box(func(self._content))

2. 常见问题

TypeVar和Union有什么区别

TypeVar：表示"某个特定但未知的类型"，用于保持类型一致性。比如def process(a: T, b: T) -> T确保a、b和返回值是相同类型。
Union：表示"可以是多种类型中的任何一种"，比如Union[int, str]表示可以是int或str，但不要求相关参数类型一致。

泛型在运行时还存在吗？Python是如何处理泛型类型信息的？

Python的泛型主要是静态类型检查工具，在运行时类型信息会被擦除（type erasure）。Box[int]() == Box[str]() # 在运行时是True