如何从Dog实例创建子类BigDog并通过mypy类型检查？

问题背景 #

现有不可修改的Dog类及两个方法：

class Dog:
    def __init__(self, size):
        self.size = size
        # 可能存在更多未知属性

    def bar(self):
        print(f"WOOF {self.size}")

# 以下两个方法不可修改
def get_dog():
    return Dog("big")

def foo(dog: Dog):
    dog.bar()

需要扩展bar方法的功能，让foo调用修改后的版本，因此定义了Dog的子类BigDog并重写bar：

class BigDog(Dog):
    def bar(self):
        print("WOFWOF")

但面临的问题是：需要从get_dog()返回的Dog实例创建BigDog实例，且不清楚Dog的全部属性和get_dog的实现；此前尝试的包装类方案会触发mypy类型不兼容错误。

解决方案 #

方法1：通过复制实例属性初始化子类 #

利用Python实例的__dict__属性（存储实例的自定义属性），直接将父类实例的属性复制到子类实例中，无需知晓Dog的构造参数和全部属性：

class BigDog(Dog):
    def __init__(self, dog_instance: Dog):
        # 复制父类实例的所有属性到当前子类实例
        self.__dict__.update(dog_instance.__dict__)
    
    def bar(self):
        print("WOFWOF")

使用方式：

original_dog = get_dog()
big_dog = BigDog(original_dog)
foo(big_dog)  # 输出 WOFWOF，且mypy类型检查通过

方法2：用类方法实现实例转换 #

如果想避免直接在__init__中处理父类实例，可定义类方法来完成转换逻辑，更符合面向对象的代码风格：

class BigDog(Dog):
    @classmethod
    def from_dog(cls, dog: Dog) -> "BigDog":
        # 创建子类实例但不调用父类__init__
        instance = cls.__new__(cls)
        # 复制父类实例的所有属性
        instance.__dict__.update(dog.__dict__)
        return instance
    
    def bar(self):
        print("WOFWOF")

使用方式：

big_dog = BigDog.from_dog(get_dog())
foo(big_dog)  # 输出 WOFWOF，类型检查正常

关键说明 #

• 类型兼容性：BigDog是Dog的子类，完全符合foo函数对参数类型Dog的要求，mypy不会抛出类型不兼容错误。
• 属性复制：上述两种方法通过__dict__.update()复制实例属性，无需了解Dog的具体属性列表，适配Dog存在未知属性的场景。
• 特殊情况处理：如果Dog类使用了__slots__（此时实例没有__dict__），可改用vars()函数获取属性字典，或遍历dir(dog)筛选实例属性进行复制。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kosciej16