自定义__add__方法的DailyAmounts类触发mypy运算符与索引错误

问题背景 #

定义了如下DailyAmounts类：

from datetime import date
from typing import Dict, Callable, Iterator

class DailyAmounts:
    def __init__(self) -> None:
        self.daily_map: Dict[date, int] = dict()
        self.total: int = 0

    def __daily_math(self: 'DailyAmounts', other: 'DailyAmounts', function: Callable[[int, int], int]) -> 'DailyAmounts':
        if not isinstance(other, DailyAmounts):
            raise ValueError(f"Only {DailyAmounts.__name__} can be operated with")

        res = DailyAmounts()
        days = list(set(self.daily_map.keys()) | set(other.daily_map.keys()))
        for day in days:
            amount = function(self.daily_map.get(day, 0), other.daily_map.get(day, 0))
            res[day] = amount

        return res
    
    def __add__(self: 'DailyAmounts', other: 'DailyAmounts') -> 'DailyAmounts':
        def add(a: int, b: int) -> int:
            return a + b
        return self.__daily_math(other, add)

    def __sub__(self: 'DailyAmounts', other: 'DailyAmounts') -> 'DailyAmounts':
        def sub(a: int, b: int) -> int:
            return a - b
        return self.__daily_math(other, sub)

    def __iter__(self: 'DailyAmounts') -> Iterator[date]: 
        return iter(self.daily_map)

以及包含DailyAmounts属性的Item类：

class Item:
    def __init__(self) -> None:
        self.daily_amounts: DailyAmounts = DailyAmounts()  # 值后续在其他地方计算

使用时出现两个Mypy错误：

1. 运算符错误：

def some_function(old_item: Item):
    new_item = Item()
    # 错误提示：Unsupported operand types for + ("DailyAmounts" and "Callable[..., Any]")  [operator]
    new_item.daily_amounts = old_item.daily_amounts + DailyAmounts()  # 复制实例

2. 索引赋值错误：

def another_function(my_item: Item, my_other_item: Item):
    # 错误提示：Unsupported target for indexed assignment ("Callable[..., Any]")  [index]
    for entry in my_item.daily_amounts.daily_map.items():
        my_other_item.daily_amounts[entry[0]] = entry[1]

错误原因 #

1. 运算符错误原因 #

• 类型注解解析问题：类内部使用字符串形式的'DailyAmounts'作为类型注解，但未启用延迟注解求值，导致Mypy无法正确识别__add__方法的参数类型，误将DailyAmounts()实例推断为可调用对象。
• 缺失类型导入：如果未导入date、Dict等核心类型，Mypy会将这些类型视为Any，干扰类型推断逻辑。

2. 索引赋值错误原因 #

DailyAmounts类未实现映射协议的核心方法__setitem__，Mypy判定该类实例不支持[]赋值操作。虽然可以通过daily_map直接访问内部字典，但直接对DailyAmounts实例使用索引赋值时，Mypy无法识别操作的合法性。

解决方法 #

1. 修复运算符错误 #

• 启用延迟注解求值：在文件顶部添加from __future__ import annotations（Python 3.7+支持），让Mypy正确解析类内部的字符串类型注解。
• 补全类型导入：确保已导入from datetime import date和from typing import Dict, Callable, Iterator。

2. 修复索引赋值错误 #

给DailyAmounts类添加__setitem__方法，同时建议补充__getitem__以完善映射协议支持：

class DailyAmounts:
    # 其他方法保持不变
    def __setitem__(self, day: date, amount: int) -> None:
        self.daily_map[day] = amount
        # 可选：同步更新total值，保证数据一致性
        old_amount = self.daily_map.get(day, 0)
        self.total += amount - old_amount

    def __getitem__(self, day: date) -> int:
        return self.daily_map[day]

额外优化 #

如果需要直接在DailyAmounts实例上调用items()（无需通过daily_map），可以添加如下方法：

def items(self) -> Iterator[tuple[date, int]]:
    return self.daily_map.items()

修改后，another_function可简化为：

def another_function(my_item: Item, my_other_item: Item):
    for day, amount in my_item.daily_amounts.items():
        my_other_item.daily_amounts[day] = amount

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mochatiger