Python类型注解如何约束多个参数的列表元素为相同类型

要实现多个关联位置的类型统一校验，直接使用typing.TypeVar定义泛型类型占位符即可，它会强制所有标注了该占位符的参数、返回值绑定为同一个具体类型。

无类型范围限制的写法 #

如果不需要限定sameType的可选范围，允许匹配任意类型，写法如下：

import typing as _T

# 定义泛型类型变量，名称可自定义，作为统一类型的占位符
T = _T.TypeVar("T")

def foo(x: _T.List[T], y: _T.List[T]) -> _T.List[T]:
    ...

这个写法下mypy会自动推导传入参数的实际类型：

• 调用foo([1], [1.0])时，会识别到第一个列表元素为int、第二个为float，直接抛出类型不匹配错误
• 调用foo([1, 2], [3, 4])会正常通过校验，返回值会被自动识别为List[int]
• 传入任意其他类型的列表（比如List[str]、List[dict]）都可以正常校验，只要两个入参列表的元素类型一致就不会报错

限定类型范围的写法 #

如果需要约束sameType只能是某几个类型中的一种（比如提到的Union[int, float]范围），只需要在定义TypeVar时把允许的类型作为约束参数传入即可：

import typing as _T

# 约束类型变量只能匹配int或float类型，不接受其他类型
T = _T.TypeVar("T", int, float)

def foo(x: _T.List[T], y: _T.List[T]) -> _T.List[T]:
    ...

这个写法会同时满足两个校验规则：

• 两个入参列表、返回值列表的元素类型必须完全统一
• 统一后的元素类型只能是int或者float，传入其他类型（比如str）的列表会直接报错
  比如调用foo(["a"], ["b"])会触发类型错误，调用foo([1], [1.0])依然会因为两个列表元素类型不统一报错，调用foo([1.0], [2.5])会正常通过，返回值被识别为List[float]。

注意：不要直接在List里内嵌Union做注解，这种写法只会标记单个列表的元素可以是Union范围内的任意类型，不会做跨参数的类型一致性绑定，自然无法校验两个列表的元素类型是否统一。
如果是Python 3.9及以上版本，可以直接用内置类型list[T]替代_T.List[T]，写法更简洁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者norok2