为什么mypy不接受list[str]作为list[Optional[str]]且两示例校验结果不一致？

核心原因和规则说明 #

这个差异是mypy的泛型容器型变规则和上下文类型推断逻辑共同作用的结果，先明确两个基础规则：

• Python typing体系中List是**不变（invariant）**的泛型类型：如果A是B的子类型，List[A]不会被认为是List[B]的子类型，二者不能直接互相赋值、返回。
• mypy会对新建容器的表达式做上下文类型推断：当表达式所在位置有明确的期望类型时，只要元素类型兼容，mypy会将新建容器的类型直接推导为期望的类型。

示例1报错原因 #

示例1中some_list由列表推导式生成时，没有指定类型标注，mypy会根据推导式的元素内容，直接将some_list的类型推断为List[str]。
由于List是不变类型，List[str]和函数声明的返回类型List[Optional[str]]不兼容，因此触发类型错误。
如果要让示例1通过校验，可以显式标注some_list的类型：

from typing import List, Optional

def myfunc() -> List[Optional[str]]:
    some_list: List[Optional[str]] = [x for x in "abc"]
    return some_list

示例2不报错原因 #

示例2中返回的list(some_list)属于新建列表的表达式，此时mypy会优先读取返回位置的期望类型List[Optional[str]]，检查到源列表的元素类型str可以兼容Optional[str]（str是Optional[str]的子类型，可以正常赋值），因此会直接将新生成的列表类型推断为List[Optional[str]]，符合返回要求，不会报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lorg