如何在Python 3.5中用Protocols模拟typing.Collection做类型注解？

刚好碰到过类似的兼容问题，给你分享下用Protocols解决的具体方案——这也是Guido van Rossum提议的思路，完美适配你想要“抽象集合类型、不绑定具体实现”的需求。

问题背景回顾 #

Python 3.6+里可以直接用typing.Collection来标注返回任意集合类型，但Python 3.5不仅原生没有这个类型，连typing_extensions回溯库也没提供它。这时候Protocols就派上用场了：它能定义一套行为契约，只要某个类型实现了契约里的方法，就会被类型检查器认可，完全不用绑定具体的集合实现。

具体实现步骤 #

1. 先安装typing_extensions（Python 3.5需要靠它来使用Protocol）：

   pip install typing_extensions
   

2. 定义一个抽象的集合Protocol，包含所有集合类型共有的核心方法：

   from typing_extensions import Protocol
   from typing import Any, Iterator, TypeVar
   
   T = TypeVar('T')
   
   class CollectionProtocol(Protocol[T]):
       def __contains__(self, item: Any) -> bool: ...
       def __iter__(self) -> Iterator[T]: ...
       def __len__(self) -> int: ...
   

   这里用了泛型T，可以让注解更精准，比如标注返回字符串集合就用CollectionProtocol[str]，数字集合用CollectionProtocol[int]。

3. 在函数中使用这个Protocol作为返回类型注解：

   def fetch_items() -> CollectionProtocol[str]:
       # 这里可以自由切换返回实现，类型检查完全兼容
       return ["apple", "banana", "cherry"]  # list
       # return ("apple", "banana", "cherry")  # tuple
       # return {"apple", "banana", "cherry"}  # set
       # return {"a": "apple", "b": "banana"}.values()  # dict_values
   

为什么这能解决问题？ #

这个CollectionProtocol复刻了collections.abc.Collection的核心行为（包含、迭代、长度），任何实现了这三个方法的类型都会被mypy等类型检查器判定为符合注解要求。不管你后续切换到哪种集合实现，都不需要修改类型注解，完全满足“抽象+灵活”的需求。

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