@runtime_checkable 装饰器

@runtime_checkable 是 Python 的 typing 模块中的一个装饰器，用于结合 Protocol 类型，允许在运行时检查一个对象是否符合某个协议（Protocol）。它扩展了 isinstance() 和 issubclass() 的功能，使得基于结构子类型（structural subtyping）的类型检查在运行时成为可能。

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基本用法

1. 导入装饰器：

   from typing import runtime_checkable, Protocol
   

2. 定义协议：
   使用 Protocol 定义一个接口，并用 @runtime_checkable 装饰它。协议中需要声明对象必须包含的方法或属性。

   @runtime_checkable
   class SupportsClose(Protocol):
       def close(self) -> None:
           ...
   

3. 实现类：
   定义一个类，无需显式继承协议，只需实现协议中定义的方法/属性：

   class File:
       def close(self) -> None:
           print("File closed")
   
   class NetworkConnection:
       def disconnect(self) -> None:
           print("Disconnected")
   

4. 运行时检查：
   使用 isinstance() 检查对象是否符合协议：

   file = File()
   conn = NetworkConnection()
   
   print(isinstance(file, SupportsClose))  # 输出 True
   print(isinstance(conn, SupportsClose))  # 输出 False
   

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关键点

1. 结构子类型检查：

   • @runtime_checkable 检查对象是否拥有协议中声明的所有方法和属性（按名称检查）。
   • 不关心继承关系，只要结构匹配即可。

2. 仅检查存在性：

   • 不会检查方法签名（参数类型、返回值类型等）。
   • 例如，协议中的方法如果有参数，但实现的方法没有参数，检查仍会通过，但调用时可能出错。

3. 性能注意：

   • 运行时检查可能影响性能，谨慎在高频代码中使用。

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示例：检查属性

from typing import Protocol, runtime_checkable

@runtime_checkable
class HasName(Protocol):
    name: str  # 检查是否存在 name 属性（类型不强制）

class Person:
    def __init__(self, name: str):
        self.name = name

class Dog:
    def __init__(self):
        self.name = "Buddy"

class Car:
    def __init__(self, model: str):
        self.model = model  # 属性名不匹配

person = Person("Alice")
dog = Dog()
car = Car("Tesla")

print(isinstance(person, HasName))  # True
print(isinstance(dog, HasName))    # True
print(isinstance(car, HasName))     # False

True
True
False

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常见问题

1. 为什么 isinstance 返回 False？

   • 确保协议被 @runtime_checkable 装饰。
   • 检查对象是否确实实现了协议的所有方法和属性（名称一致）。

2. 与 abc.ABC 的区别？

   • abc.ABC 基于继承（名义子类型），要求显式继承。
   • @runtime_checkable 基于结构子类型，无需继承。

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通过 @runtime_checkable，你可以实现灵活的运行时接口检查，适用于插件系统、动态验证等场景。