Python类相互引用时如何避免mypy因类重定义报错？

当两个类需要互相实现转换逻辑（比如笛卡尔坐标与极坐标类），直接提前引用未定义的类会触发mypy的类重定义报错，这里有两种实用的解决方法：

方法1：使用字符串形式的类型注解 #

Python 3.7+和mypy都支持将类型注解写成字符串格式，解释器会延迟解析类名，避免提前引用的问题：

from dataclasses import dataclass
import math

@dataclass
class CartesianCoordinates:
    x: float
    y: float
    
    def toPolarCoordinates(self) -> 'PolarCoordinates':
        radius = (self.x**2 + self.y**2)**0.5
        theta = math.atan2(self.y, self.x)
        return PolarCoordinates(radius, theta)

@dataclass
class PolarCoordinates:
    radius: float
    theta: float

    def toCartesianCoordinates(self) -> 'CartesianCoordinates':
        x = self.radius * math.cos(self.theta)
        y = self.radius * math.sin(self.theta)
        return CartesianCoordinates(x, y)

方法2：导入__future__ annotations（推荐） #

Python 3.7+提供了from __future__ import annotations语法，导入后所有类型注解会自动被当作字符串处理，无需手动加引号，代码更简洁：

from __future__ import annotations
from dataclasses import dataclass
import math

@dataclass
class CartesianCoordinates:
    x: float
    y: float
    
    def toPolarCoordinates(self) -> PolarCoordinates:
        radius = (self.x**2 + self.y**2)**0.5
        theta = math.atan2(self.y, self.x)
        return PolarCoordinates(radius, theta)

@dataclass
class PolarCoordinates:
    radius: float
    theta: float

    def toCartesianCoordinates(self) -> CartesianCoordinates:
        x = self.radius * math.cos(self.theta)
        y = self.radius * math.sin(self.theta)
        return CartesianCoordinates(x, y)

这两种方法既能保证代码正常运行，又能通过mypy的类型检查，完全替代会引发报错的空类前置声明方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者roschach