Python如何定义固定属性且值为同类型的可迭代映射类型

需要一款Python数据结构，满足以下要求：

• 支持预定义静态键到值的映射关系，不允许动态添加任意键
• 强制所有值为同一指定类型（例如str类型），赋值不匹配类型时静态检查工具可抛出提示
• 支持对所有值进行遍历迭代，遍历时静态检查可准确推导值的类型
• 优先适配Python 3.9.6版本，兼容其他版本的方案也可接受

• 第三方StrEnum实现：为属性赋值int等非目标类型值时，VSCode无法按预期抛出类型错误提示
• TypedDict、Dataclass、NamedTuple：无法强制所有属性值为同一指定类型，需要逐个属性标注类型，若某个属性标注错误无法统一校验
• 原生typing.Dict[str, str]：支持任意动态字符串键，无法限制为预定义的固定键集合
• 原生Enum实现：编写值遍历逻辑时存在类型不确定性，无法从类型层面确认所有值均为指定类型，即使开发者明确所有值类型一致，静态检查工具也无法识别该约束
• 自定义.pyi存根文件、手写自定义类、编写过滤非目标类型值的生成器：实现成本高，存在冗余代码，不属于最优方案

方案1：Pydantic实现（优先推荐） #

适配Python 3.9版本，同时支持运行时类型校验与静态类型推导，无额外配置成本：

1. 安装适配Python3.9的Pydantic版本：pip install "pydantic<2.0"
2. 实现示例：

from pydantic import BaseModel

class MyStrMapping(BaseModel):
    KEY1: str = "first_value"
    KEY2: str = "second_value"
    # 若编写 KEY3: int = 123，VSCode静态检查会直接提示类型错误，实例化时运行时也会抛出校验异常

# 遍历所有值
mapping_instance = MyStrMapping()
for value in mapping_instance.__dict__.values():
    # 静态检查可自动推导value为str类型，无类型不确定性
    print(value.upper())

• 特点：固定属性键，值类型统一校验，静态提示准确，同时支持运行时拦截非法类型赋值。

方案2：自定义泛型Enum实现（零依赖） #

无第三方依赖，基于原生Enum通过泛型标注强化类型提示，配合mypy静态检查即可满足需求：

1. 在VSCode中开启mypy检查，在mypy配置文件中添加枚举插件支持
2. 实现示例：

from enum import Enum
from typing import TypeVar, Generic

T = TypeVar("T")

class TypedEnum(Generic[T], Enum):
    @property
    def value(self) -> T:
        return super().value

# 定义所有值为str类型的枚举
class MyStrEnum(TypedEnum[str]):
    KEY1 = "first_value"
    KEY2 = "second_value"
    # 若编写 KEY3 = 123，mypy检查时会直接抛出类型错误提示

# 遍历所有值
for item in MyStrEnum:
    value = item.value
    # 静态检查可自动推导value为str类型
    print(value.upper())

• 特点：完全沿用原生Enum的使用习惯，无额外依赖，静态检查可准确识别值类型。

注：该类固定键+统一值类型的约束需求，是Python类型系统中长期存在的讨论点，目前官方暂未提供原生的直接实现，以上两种方案是兼顾易用性、类型安全性的最优选择。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sifh98h28fh29hews