如何为函数标注两个绑定同一父类的泛型参数？

我想要编写一个接收两个参数的函数，这两个参数需兼容同一基类：

def example_function(desired_type: type[DesiredType], base_object: RelatedType) -> DesiredType:
    ...

其中RelatedType和DesiredType应为绑定到同一父类的类型变量（该父类仅在调用函数传入具体参数时确定）。

这类函数的一个典型示例是工厂类方法，它可基于另一个被认为在特定上下文下部分“兼容”的对象的属性，创建同类实例：

class Example:
    @classmethod
    def from_existing(cls: type[SelfType], existing_object: OtherType) -> SelfType:
        ...

SelfType = TypeVar("SelfType", bound=Example)
OtherType = TypeVar("OtherType", bound=Example)

但OtherType在泛型函数签名中仅出现一次，因此会被标记为reportInvalidTypeVarUse错误。此示例中，简单的解决方法是将OtherType替换为Example本身，它自然兼容其子类。

我了解无法强制不同类型变量之间的继承关系，例如：

BaseType = TypeVar("BaseType")
DerivedType = TypeVar("DerivedType", bound=BaseType)

因为泛型类型不能作为上界。请问如何提供有意义的类型提示，以传达这种预期的关系？

方法一：单类型变量约束公共基类 #

直接定义一个绑定到公共基类的类型变量，同时约束两个参数的类型范围，既满足同一基类的关联要求，又避免类型变量单出现的错误：

from typing import TypeVar, Type

Base = TypeVar("Base")

def example_function(desired_type: type[Base], base_object: Base) -> Base:
    # 示例实现：复制属性创建新实例
    return desired_type(**{k: v for k, v in base_object.__dict__.items() if not k.startswith("_")})

调用时，类型检查器会自动推导Base为传入的desired_type和base_object的共同基类，确保二者类型兼容。

方法二：用Protocol定义兼容接口 #

如果base_object不需要严格属于同一继承体系，只需要具备特定属性或方法，用Protocol定义兼容接口是更灵活的选择：

from typing import TypeVar, Type, Protocol

class HasCoreAttrs(Protocol):
    id: str
    name: str

T = TypeVar("T", bound=HasCoreAttrs)

def example_function(desired_type: type[T], base_object: HasCoreAttrs) -> T:
    # 基于协议属性创建实例
    return desired_type(id=base_object.id, name=base_object.name)

只要base_object实现了HasCoreAttrs协议的属性，无论它属于哪个类体系，都能被函数接受，同时desired_type必须是该协议的子类。

方法三：工厂方法的简化写法（Python 3.11+） #

针对你提到的工厂类场景，Python 3.11引入的Self类型可以自动推导子类类型，结合基类约束参数，写法更简洁：

from typing import Self

class Example:
    def __init__(self, value: int):
        self.value = value

    @classmethod
    def from_existing(cls, existing_object: "Example") -> Self:
        return cls(existing_object.value)

Self会自动对应调用from_existing的子类类型，existing_object用基类Example约束，天然兼容所有子类实例，无需额外定义类型变量。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vexx23