Python数据类mypy报错：Unsupported operand types for + ("Self" and "A")原因

报错信息 #

error.py:15: error: Unsupported operand types for + ("Self" and "A") [operator]
return self + rhs.to_A()
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复现代码 #

from __future__ import annotations

from dataclasses import dataclass
from typing_extensions import Self


@dataclass
class A:
    num: int = 0

    def __add__(self, rhs: Self) -> Self:
        return type(self)(self.num + rhs.num)

    def add_B(self, rhs: B) -> Self:
        return self + rhs.to_A()

@dataclass
class B:
    num: int

    def to_A(self) -> A:
        return A(self.num)

错误原因 #

核心问题出在Self类型的语义和mypy的严格类型检查逻辑：

• __add__方法定义的参数rhs: Self，要求参数必须是当前调用对象的具体类型实例，而非宽泛的A类实例。
• 在add_B方法中，rhs.to_A()返回的是A类型实例，但self可能是A的子类（哪怕当前没有定义子类，mypy会考虑未来继承的可能性），此时Self代表子类类型，A实例无法满足Self的类型约束，因此mypy判定操作数类型不兼容。

解决办法 #

有两种常见的修复方式：

1. 放宽__add__的参数类型约束，改为接受A类型实例：

   def __add__(self, rhs: A) -> Self:
       return type(self)(self.num + rhs.num)
   

   这样A及其子类实例都能和A实例相加，符合逻辑且通过类型检查。

2. 若要保留Self的严格约束，需让to_A返回与self同类型的实例，可通过泛型实现：

   from typing import TypeVar
   T = TypeVar('T', bound='A')
   
   @dataclass
   class A:
       num: int = 0
   
       def __add__(self, rhs: Self) -> Self:
           return type(self)(self.num + rhs.num)
   
       def add_B(self, rhs: B) -> Self:
           return self + rhs.to_A(type(self))
   
   @dataclass
   class B:
       num: int
   
       def to_A(self, cls: type[T]) -> T:
           return cls(self.num)
   

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Thomas