Python 如何用 typing.overload 为同一个函数定义多种签名

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typing.overload 仅为类型检查器提供多签名提示,函数体仍需手动处理逻辑;必须将多个无函数体的@overload声明置于最前,最后跟一个未装饰的实际实现。

Python 如何用 typing.overload 为同一个函数定义多种签名

typing.overload 不是用于运行时重载,而是为类型检查器(如 mypy、pycharmvs code 的 Pylance)提供多签名提示,让静态类型检查更精确。函数体本身仍只有一个实现,需手动处理不同参数组合的逻辑。

基本用法:声明多个 @overload 装饰的存根

必须把所有 @overload 声明放在最前面,且**不能有函数体**(只写 ...pass),最后跟一个**未装饰的实际实现**(带完整逻辑)。

例如,定义一个根据输入类型返回不同结果的 parse 函数:

from typing import overload, Union, List, Optional  @overload def parse(value: str) -> int: ...  @overload def parse(value: List[str]) -> List[int]: ...  @overload def parse(value: None) -> None: ...  def parse(value: Union[str, List[str], None]) -> union[int, List[int], None]:     if isinstance(value, str):         return int(value)     elif isinstance(value, list):         return [int(x) for x in value]     else:         return None

类型检查器会根据调用时传入的参数类型,从上面的 @overload 中匹配最合适的签名,从而推断出返回类型。

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关键规则:顺序、实现与类型检查协同

  • @overload 函数必须严格按参数类型“从具体到宽泛”排列(比如 str 在前,Union[str, int] 在后),否则 mypy 可能匹配错误签名
  • 实际实现函数**不能加 @overload**,且其签名必须能兼容所有重载声明(通常是用联合类型或 Any
  • 运行时不会触发任何分发逻辑——所有类型分支靠 isinstancetype() 等手动判断
  • ide 和 mypy 只看 @overload 声明做推导,不执行实现体;所以即使实现体写错,类型检查也可能通过(但运行时报错)

常见场景:可选参数 + 不同返回类型

比如一个读取配置的函数,支持传 key 返回值,或不传 key 返回整个 dict:

from typing import overload, Dict, Any, Optional  @overload def config(key: str) -> Any: ...  @overload def config(key: None = None) -> Dict[str, Any]: ...  def config(key: Optional[str] = None) -> Union[Any, Dict[str, Any]]:     data = {"host": "localhost", "port": 8000}     if key is None:         return data     return data.get(key)

调用 config("host") 时,类型检查器知道返回 Any;调用 config() 时,知道返回 Dict[str, Any],补全和类型推导更准。

注意点:不是运行时多态,也不支持装饰器叠加

  • 不能对同一个函数同时用 @overload@lru_cache 等装饰器(@overload 必须紧贴函数名)
  • 不支持基于返回类型重载(只看参数)
  • 如果参数类型有重叠(如两个都接受 int),mypy 会选择第一个匹配项,容易误判——应避免歧义签名
  • 纯运行时动态分发建议用 functools.singledispatch,它和 @overload 解决的是不同问题

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