如何让无返回的断言函数向调用方传递类型检查效果？

你想要实现一个断言函数，调用后无需重新赋值变量，就能让类型检查器识别变量不再是Optional类型，效果等同于直接编写assert obj is not None。

问题示例 #

原写法无法让类型检查器识别类型变化：

from typing import Optional, TypeVar

T = TypeVar('T')

def assert_non_null(_object: Optional[T]):
    assert _object is not None

def f(a: Optional[float]):
    assert_non_null(a)
    b: float = a  # 类型检查报错，认为a仍可能为None

而返回对象重新赋值的写法可行，但不符合你的需求：

from typing import Optional, TypeVar

T = TypeVar('T')

def extract_non_null(_object: Optional[T]):
    assert _object is not None
    return _object

def g(a: Optional[float]):
    a = extract_non_null(a)
    b: float = a  # 类型检查通过，因为函数返回T类型

解决方案 #

方法1：使用Python 3.10+的typing.assert_type

assert_type是Python 3.10新增的API，专门用于向类型检查器声明变量的具体类型，无需修改变量本身：

from typing import Optional, TypeVar, assert_type

T = TypeVar('T')

def assert_non_null(obj: Optional[T]) -> None:
    assert obj is not None
    assert_type(obj, T)  # 显式告知类型检查器：此时obj的类型为T

def f(a: Optional[float]):
    assert_non_null(a)
    b: float = a  # 类型检查通过，识别a为float类型

方法2：兼容旧版本Python的cast技巧

如果使用Python 3.9及以下版本，可以用cast在函数内部标注类型，同样能让类型检查器识别变量的类型变化：

from typing import Optional, TypeVar, cast

T = TypeVar('T')

def assert_non_null(obj: Optional[T]) -> None:
    assert obj is not None
    _ = cast(T, obj)  # 用cast断言obj的类型为T，无需返回

def f(a: Optional[float]):
    assert_non_null(a)
    b: float = a  # 类型检查通过

原理说明 #

类型检查器默认无法追踪函数调用对外部变量的类型影响，除非函数通过返回值传递类型信息，或者在函数内部通过assert_type/cast这类显式注解告知类型变化。上述两种方法都是通过在断言函数内部向类型检查器传递类型信息，从而实现和直接编写assert obj is not None相同的效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cglacet