为staticmethod/classmethod装饰器添加mypy类型注解的问题

我正在为日志库编写一个带跟踪（调试）日志功能的装饰器辅助工具，代码逻辑本身正确（部分基于现有库），但无法通过mypy的类型检查。以下是存在类型问题的代码（标注???的位置为类型存疑处），同时附上已实现正确类型注解的普通函数装饰器，以及修正后的staticmethod装饰器代码：

存在类型问题的staticmethod装饰器 #

def trace_static_method(_staticmethod: staticmethod) -> staticmethod:
    @wraps(_staticmethod.__func__)  # 此处触发mypy类型错误
    def wrapper(*args: ???, **kwargs: ???) -> ???:
        return _log_trace(_staticmethod.__func__, *args, **kwargs)
    return staticmethod(wrapper)  # 此处触发mypy类型错误

存在类型问题的classmethod装饰器 #

def trace_class_method(_classmethod: classmethod) -> classmethod:
    @wraps(_classmethod.__func__)  # 此处触发mypy类型错误
    def wrapper(_cls: ???, *args: ???, **kwargs: ???) -> ???:
        method = _classmethod.__get__(None, _cls)  # 此处触发mypy类型错误
        return _log_trace(method, *args, **kwargs)
    return classmethod(wrapper)  # 此处触发mypy类型错误

日志跟踪函数 #

from typing import Callable, ParamSpec, TypeVar

P = ParamSpec("P")
T = TypeVar("T")

def _log_trace(func: Callable[P, T], *args: P.args, **kwargs: P.kwargs) -> T:
    name = func.__qualname__
    module = func.__module__
    logger_ = logger.opt(depth=1)
    logger_.log("TRACE", "{}.{} CALL args={}, kwargs={}", module, name, args, kwargs)
    result = func(*args, **kwargs)
    logger_.log("TRACE", "{}.{} RETURN {}", module, name, result)
    return result

已实现正确类型注解的普通函数装饰器 #

def trace(func: Callable[P, T]) -> Callable[P, T]:
    @wraps(func)
    def wrapper(*args: P.args, **kwargs: P.kwargs) -> T:
        return _log_trace(func, *args, **kwargs)
    return wrapper

修正后的staticmethod装饰器 #

def trace_static_method(_staticmethod: staticmethod[P, T]) -> staticmethod[P, T]:

    @wraps(_staticmethod.__func__)
    def wrapper(*args: P.args, **kwargs: P.kwargs) -> T:
        return _log_trace(_staticmethod.__func__, *args, **kwargs)

    return staticmethod(wrapper)

补充：修正后的classmethod装饰器 #

针对classmethod的类型问题，同样可以利用泛型参数完成类型注解，修正后的代码如下：

def trace_class_method(_classmethod: classmethod[P, T]) -> classmethod[P, T]:
    @wraps(_classmethod.__func__)
    def wrapper(_cls: type, *args: P.args, **kwargs: P.kwargs) -> T:
        method = _classmethod.__get__(None, _cls)
        return _log_trace(method, *args, **kwargs)
    return classmethod(wrapper)

关键说明 #

• Python 3.9+版本开始，staticmethod和classmethod支持泛型参数（旧版本可通过typing_extensions库兼容），通过staticmethod[P, T]和classmethod[P, T]可以明确标注其内部函数的参数签名与返回值类型。
• ParamSpec(P)用于捕获原函数的完整参数结构，TypeVar(T)用于绑定返回值类型，确保装饰器不会破坏原函数的类型信息，让mypy能够正确识别类型兼容性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者UnstableFractal