PythonでBがAを継承してもlist[B]変数をlist[A]を受け取る関数に渡せない理由の一つの具体例

list_invariant.py

#!/usr/bin/env python3

# Pythonのメジャーな型チェッカーは`B`が`A`を継承していても、
# `list[A]`を受け取る関数に`list[B]`を渡すとエラーを出力します。
# 型システム的な面倒な話は置いておいて、実際にこれがエラーじゃないと問題になってしまう例を示します。

# 別にdataclassでなくても構わないのですが、printのやりやすさで使っています。

from dataclasses import dataclass

# サブタイピング関係にあるクラスAとBを定義。


@dataclass
class A:
    x: int


@dataclass
class B(A):
    y: int


# リストを定義。
l0: list[B] = [B(0, 1)]
print(l0)  # [B(x=0, y=1)]


# 実用的な例ではありませんが、リストの要素を全て固定値で埋めてしまう関数があるとします。
def fill(xs: list[A]) -> None:
    xs.clear()
    xs += [A(0)]


# この関数にそのままの`list[A]`を呼び出しても型的には問題ありません。
l1: list[A] = [A(1), A(2), A(3)]
fill(l1)
print(l1)  # [A(x=0)]

# さて、`list[B]`を渡してみます。
l2: list[B] = [B(1, 2), B(3, 4), B(5, 6)]
fill(l2)  # Pyrightなどが全力で警告しますが無視します。
print(l2)  # [A(x=0)]

# さてl2要素にはB型のインスタンスが入っているはずなので、要素が存在していれば、以下は安全に実行できるはずです。
print(l2[0].y)
# しかし、実行すると以下のようなエラーが出ます。
# AttributeError: 'A' object has no attribute 'y'