如何改写代码使mypy兼容numbers.Number处理数值类对象序列？

我希望使用mypy的静态鸭子类型特性编写一个函数，处理由numbers.Number定义的“类数值对象”序列，代码示例如下：

from numbers import Number
from typing import Sequence

def something_numerical(xs: Sequence[Number]) -> Number:
    ...

print(something_numerical([1., 2., 3.]))

但调用该函数传入float或int列表时，mypy报错：

$ print(multiply([1., 2., 3.]))
foo/foo.py:9: error: List item 0 has incompatible type "float"; expected "Number"
foo/foo.py:9: error: List item 1 has incompatible type "float"; expected "Number"
foo/foo.py:9: error: List item 2 has incompatible type "float"; expected "Number"

已知float并非numbers.Number的子类，但numbers模块的抽象基类（ABC）用于检查对象是否具备数值操作所需方法。请问如何改写代码，既能处理int、float、fractions.Fraction等类型，又能通过mypy的类型检查？

方法1：显式声明数值类型的Union #

直接定义包含所有目标数值类型的Union，配合Sequence使用，让mypy明确识别允许的输入类型：

from numbers import Number
from typing import Sequence, Union
import fractions

# 列出所有需要支持的数值类型，包含Number以兼容自定义注册类型
NumericalType = Union[int, float, fractions.Fraction, Number]

def something_numerical(xs: Sequence[NumericalType]) -> NumericalType:
    total = xs[0]
    for num in xs[1:]:
        total += num
    return total

# 测试调用
print(something_numerical([1., 2., 3]))
print(something_numerical([fractions.Fraction(1,2), fractions.Fraction(3,4)]))

方法2：使用带边界的TypeVar实现泛型 #

通过绑定到Number的TypeVar创建泛型函数，既支持所有Number兼容类型，又能保证输入输出类型一致：

from numbers import Number
from typing import Sequence, TypeVar

# 定义绑定到Number的类型变量，限制输入必须是Number兼容类型
T = TypeVar('T', bound=Number)

def something_numerical(xs: Sequence[T]) -> T:
    total = xs[0]
    for num in xs[1:]:
        total += num
    return total

# 测试调用
print(something_numerical([1., 2., 3.]))
print(something_numerical([1, 2, 3]))

关键说明 #

numbers.Number是抽象基类，int、float等是它的虚拟子类（通过register方法注册，而非直接继承）。mypy默认不识别虚拟子类的类型兼容关系，因此需要通过上述方式明确类型约束，才能通过静态检查。两种方法中，泛型方式更灵活，适合需要支持自定义数值类型的场景；Union方式更直观，适合明确知道需要支持的具体类型的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex Flint