Как правильно определять изменяющиеся типы полей при наследовании классов в python?

Question

[Алексей Шпак]

Я не особо сведущ в программировании, любительствую. Различные ИИ-шки начали меня путать, поэтому вопрос к знатокам. Есть родительский класс с полями и методами (код упрощён):

class ParFolder:
  def __init__(self, path:str) -> None:
      self.folders:list[ParFolder] = []
      self.files:list[ParFile] = []
      for p in os.listdir(path):
          if os.path.isdir(p): self.folders.append(ParFolder(p))
          if os.path.isfile(p): self.files.append(ParFile(p))

Есть класс, наследуемый от родительского. В нём полностью переопределён init, super не используется, но используются те же самые поля, но в этих полях должны храниться уже данные других типов. Опять же код упрощён:

class ChildFolder(ParFolder):
  def __init__(self, path:str) -> None:
      self.folders:list[ChildFolder] = []
      self.files:list[ChildFile] = []
      for p in os.listdir(path):
          if os.path.isdir(p): self.folders.append(ChildrFolder(p))
          if os.path.isfile(p): self.files.append(ChildFile(p))

В методе конструктора мне нужно использовать для дочернего класса свои типы, отличные от родительского. Мне нужно, чтобы дочерний унаследовал все методы от родительского.

С точки зрения интерпретатора никаких проблем нет. Динамическая типизация, код отлично выполняется, всё работает. Проблема в реакции линтера на переопределение типов полей в дочернем классе. Пробовал решить через Дженерики, но это приводит к усложнению кода, необходимости передавать класс в конструктор и т.д.

Может вопрос очень лёгкий, может это решается каким-то архитектурным паттерном, но я уже неделю ничего не могу найти и не знаю, куда копать. Сложность ставлю среднюю.

Как правильно переопределить типы полей дочернего класса, чтобы линтер понимал, где какие данные должны использоваться?

Comments

[Василий Банников]

А зачем тут вообще ChildFodler и ParentFolder?
В любом случае даже чисто семантически одно не должно наследоваться от другого.

но в этих полях должны храниться уже данные другие типы значений.

Не надо так делать.

Наследвание - это отношение "тип А является подмножеством Б"

[Алексей Шпак]

Василий Банников, он и является подмножеством. ChildFolder - это не вложенная папка, это именно иной способ обработать объект.

Не надо так делать.

Почему?

upd: Да, что-то я с называнием классов в примере промахнулся. Надо было Animal -> Cat сделать, но тогда рекурсия была бы не так понятна.

[Василий Банников]

Алексей Шпак, потому что родитель использует эти поля.
Если ребёнок переопределяет поля родителя, то он должен знать, как родитель в базовых методах эти поля использует, чтобы иметь возможноть гарантировать, что это изменение никак не поломает существующую логику.
А этого по принципам объектно-ориентированного дизайна не должно происходить. Наследник не должен знать о деталях реализации родителя.

Родитель, например, может захотеть вставить новый элемент в self.folders.
Очевидно, что он будет вставлять туда ParFolder, как это указано в конструкторе ParFolder.
Если он так сделает, то это нарушит типизацию, так как в типе написано. что тут self.folder содержит в себе ChildFolder.

К сожалению, не могу тут посоветовать конкретный источник, где это подробно разбирается.
Ищите где-то рядом с SOLID, object-oriented design, ковариантность/контрвариантность.
Можете ещё посмотреть, как такое решается в языках со статической типизацией без стирания типов. (Например C# или Rust)

Конкретно в вашем случае я советую вообще убрать это наследование и использовать интерфейсы.
Дублирующийся код можно скопировать или вынести в голые функции.

Ну и если они совсем одинаковые, то можно сделать через женерики Folder<FolderT: IFolder, FileT: IFile>: IFolder а для удобства использования сделать алиасы:

ParFolder = Folder<ParFolder, ParFile>
ChildFilder = Filder<ChildFolder, ChildFile>

Как конкретно это реализовать в питоне - не могу подказать.

[Алексей Шпак]

Василий Банников, большое спасибо.

Родитель, например, может захотеть вставить новый элемент в self.folders.
Очевидно, что он будет вставлять туда ParFolder, как это указано в конструкторе ParFolder.
Если он так сделает, то это нарушит типизацию, так как в типе написано. что тут self.folder содержит в себе ChildFold

Ооо. ИИ-шки мне это десять раз объясняли, но я только из вашего комментария понял. Спасибо. Значит буду как-то менять структуру и правда.

Answer 1

[Пума Тайланд]

линтер прав: list инвариантен, сужение list[ParFile] до list[ChildFile] в наследнике ломает контракт родителя.

сделай сам ParFolder generic-классом, создание файла вынеси в отдельный метод:

class ParFolder(Generic[FileT]):
    def __init__(self, path):
        self.folders: list[Self] = []
        self.files: list[FileT] = []
    def make_file(self, path) -> FileT: return ParFile(path)

class ChildFolder(ParFolder[ChildFile]):
    def make_file(self, path) -> ChildFile: return ChildFile(path)

ChildFolder буквально наследует ParFolder, files параметризован ChildFile, folders через Self сам подставляет ChildFolder. mypy это реально ловит.

p.s. Self с 3.11, для старых версий typing_extensions.Self