为何typing.MutableMapping无法作为Protocol基类？如何基于其定义自定义映射协议？

这个问题我之前也碰到过，核心原因是typing.MutableMapping和typing.Sized在mypy中的类型定位不同：typing.Sized已经是PEP 544兼容的Protocol类型，而typing.MutableMapping只是collections.abc.MutableMapping（一个传统抽象基类ABC）的别名，旧版mypy会严格要求Protocol的所有基类必须是Protocol本身，所以才会抛出那个错误。

下面给你两个可行的解决方案：

方案1：升级mypy并改用collections.abc.MutableMapping作为基类 #

如果你的mypy版本能升级到0.910及以上，它已经支持Protocol继承自ABC类型。你只需要把基类换成collections.abc.MutableMapping，就能自动继承所有MutableMapping的抽象方法要求，不用手动编写：

from collections.abc import MutableMapping
from typing import Hashable, Protocol, TypeVar

TVarMapProt = TypeVar("TVarMapProt", bound="VariableMappingProtocol")
class VariableMappingProtocol(MutableMapping[Hashable, int], Protocol):
    """ Protocol for the type behaviour of a class which acts basically like a dict of int objects. """
    def copy(self: TVarMapProt) -> TVarMapProt:
        # 要是你用的是Python 3.11+，可以直接替换成Self类型，更简洁：
        # from typing import Self
        # def copy(self) -> Self:
        ...

这样mypy会自动把MutableMapping的所有核心方法（比如__getitem__、__setitem__）纳入结构类型检查，同时你的自定义copy()方法也会被要求实现。

方案2：手动声明核心方法（兼容旧版mypy） #

如果暂时无法升级mypy，也可以手动声明MutableMapping的核心方法——结构类型检查只需要这些关键方法，不用写全所有方法：

from typing import Hashable, Protocol, TypeVar, Iterator

TVarMapProt = TypeVar("TVarMapProt", bound="VariableMappingProtocol")
class VariableMappingProtocol(Protocol):
    """ Protocol for the type behaviour of a class which acts basically like a dict of int objects. """
    def __getitem__(self, key: Hashable) -> int: ...
    def __setitem__(self, key: Hashable, value: int) -> None: ...
    def __delitem__(self, key: Hashable) -> None: ...
    def __iter__(self) -> Iterator[Hashable]: ...
    def __len__(self) -> int: ...

    def copy(self: TVarMapProt) -> TVarMapProt: ...

这种方式虽然多写了几行，但能完美兼容旧版mypy，同时保持Protocol的结构类型特性。

自定义类的正确实现方式 #

需要注意的是，你的自定义类不需要显式继承VariableMappingProtocol——只要实现了所有要求的方法（包括MutableMapping的核心方法和copy()），mypy就会自动识别它符合该Protocol：

from collections.abc import Iterator, Hashable
from typing import TypeVar

TCusVarMap = TypeVar("TCusVarMap", bound="CustomVariableMapping")
class CustomVariableMapping:
    """Defines all the methods that a MutableMapping does, but mapping Hashables to ints"""
    def __getitem__(self, key: Hashable) -> int:
        # 替换成你的实现逻辑
        return 0
    def __setitem__(self, key: Hashable, value: int) -> None:
        # 替换成你的实现逻辑
        pass
    def __delitem__(self, key: Hashable) -> None:
        # 替换成你的实现逻辑
        pass
    def __iter__(self) -> Iterator[Hashable]:
        # 替换成你的实现逻辑
        return iter([])
    def __len__(self) -> int:
        # 替换成你的实现逻辑
        return 0
    def copy(self: TCusVarMap) -> TCusVarMap:
        # 替换成你的实现逻辑
        return CustomVariableMapping()

如果用的是Python 3.11+，还可以用Self类型简化TypeVar的写法：

from typing import Self

class CustomVariableMapping:
    # ... 其他方法保持不变 ...
    def copy(self) -> Self:
        return CustomVariableMapping()

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