Python：基类与派生类的列表订阅类型解析及类型检查问题

背景 #

我正在开发一款服务于化学研究组的Python数据管理库，核心定义了Dataset类，包含CharacterizationMethod、RawData等基类，供用户继承创建适配自身研究的类，继承的属性与方法确保用户类可兼容库内工具。

当前遇到用户自定义类的函数参数类型标注问题，示例代码如下：

from dataclasses import dataclass, field

@dataclass
class BaseComponent:
    name: str = ""

@dataclass
class BaseParent:
    components: list[BaseComponent] = field(default_factory=list)

@dataclass
class UserComponent(BaseComponent):
    pass

@dataclass
class UserParent(BaseParent):
    pass

user_component = UserComponent()
user_components = [user_component, user_component]

user_parent1 = UserParent(components=[user_component])  # ok
user_parent2 = UserParent(components=user_components)  # not ok
user_parent3 = UserParent(components=[*user_components])  # ok

def create_user_parent1(component: UserComponent) -> UserParent:
    return UserParent(components=[component])  # ok

def create_user_parent2(components: list[UserComponent]) -> UserParent:
    return UserParent(components=components)  # not ok

def create_user_parent3(components: list[UserComponent]) -> UserParent:
    return UserParent(components=[*components])  # ok

注释标注了VS Code中pylance类型检查器的报错位置。相关讨论显示这与list类型参数的不变性有关，将基类属性改为Sequence[T]可解决该类型问题，但会引发其他依赖list[T]的方法报错。需注意此问题仅出现在pylance中，使用mypy检查上述代码无报错。

学习疑问 #

• 为何pylance对示例中看似等价的参数处理不同
• 为何pylance与mypy的类型分析结果不一致
• 为何pylance中可变泛型类型（如list）参数为不变性，而不可变泛型类型（如Sequence）参数为协变性

实际需求问题 #

想确认这是否属于架构问题的代码异味，另一种方案是使用带@runtime_checkable装饰器的Protocol类定义接口，但最初尝试时每个类（如CharacterizationMethod）需同时定义Protocol接口和mixin模板类，存在冗余性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pbPy