Python中的对象行为与特殊方法(二)类型检查与抽象基类
类型检查
创建类的实例时,该实例的类型为类本身:
class Foo(object):
pass f = Foo()
要测试实例是否属于某个类,可以使用type()内置函数:
>>> type(f) == Foo
True
当然,python中不建议如此检查,更好的办法是使用内置类型检查函数isinstance(obj, cls):
>>> isinstance(f, Foo)
True
同样的,内置函数issubclass(cls1, cls2)可以用做子类的检查:
class SubFoo(Foo):
pass >>> issubclass(SubFoo, Foo)
True
这两个内置函数的第二个参数可以是一个单独的类,也可以是几个类的元组:
>>> isinstance(1, (str, int))
True
以下两个特殊方法可用于重新定义这两个内置函数:
__instancecheck__(cls, obj)
__subclasscheck__(cls, subcls)
鸭子类型
python是门动态语言,调用对象的时候是不用考虑对象的类型的,而只需要对象有某些特定的属性或者行为即可,也就是鸭子类型。
为了保持程序的松散耦合,我们可以不用继承,而只是模仿一些对象的行为:
class File(object):
def open(self):
print 'open File' class FileLike(object):
def open(self):
print 'open FileLike' def foo(f):
f.open()
只要定义了open()方法的实例,就可以作为函数foo()的参数:
>>> f = File()
>>> fl = FileLike()
>>> foo(f)
open File
>>> foo(fl)
open FileLike
当我们测试对象是否可以作为foo()的参数时,要同时进行两次isinstance()类型检查,如果类型更多的话呢?
现在我们可以将File和FileLike分组并对其进行一次类型检查:
class FileLikeClass(object):
def __init__(self):
self.reg = set() def register(self, cls):
self.reg.add(cls) def __instancecheck__(self, obj):
return self.__subclasscheck__(type(obj)) def __subclasscheck__(self, subcls):
return any(cls in self.reg for cls in subcls.mro()) flc = FileLikeClass()
flc.register(File)
flc.register(FileLike)
上述代码使用FileLikeClass创造一个对象,将要检查的类型放入对象的一个集合属性中,然后重新定义__instancecheck__(cls, obj)与__subclasscheck__(cls, subcls)方法,
进行子类检查时,会检查子类及子类的基类是否在集合中,进行类型检查时,会检查对象的类型是否是集合中的类的子类:
>>> f = File()
>>> isinstance(f, flc)
True
>>> fl = FileLike()
>>> isinstance(fl, flc)
True
当然,python提供了一种更正式的机制来分组对象,定义接口并进行类型检查----抽象基类
抽象基类
要定义抽象基类,需要使用abc模块,该模块定义一个元类(ABCMeta)和两个装饰器(@abstractmethod,抽象方法)与(@abstractproperty, 抽象特性),使用方法如下:
from abc import ABCMeta, abstractmethod, abstractproperty class AbsFile(object):
__metaclass__ = ABCMeta @abstractmethod
def open(self):
pass
抽象基类就是定义各种方法而不做具体实现的类,抽象基类是无法实例化的:
>>> AbsFile()
TypeError: Can't instantiate abstract class AbsFile with abstract methods open
任何继承自抽象基类的类也必须实现这些方法,否则无法实例化:
class File(AbsFile):
pass
实例化失败:
>>> File()
TypeError: Can't instantiate abstract class File with abstract methods open
需定义open方法:
class File(AbsFile):
def open(self):
print 'open File'
当然抽象基类中也可以对抽象方法进行具体实现,在子类中可以通过super()来调用:
class AbsFile(object):
__metaclass__ = ABCMeta @abstractmethod
def open(self):
print 'open AbsFile' class File(AbsFile):
def open(self):
super(File, self).open()
print 'open File'
实例化:
>>> File().open()
open AbsFile
open File
如果只想执行类型检查的话,可以使用register()方法:
from abc import ABCMeta, abstractmethod, abstractproperty class AbsFile(object):
__metaclass__ = ABCMeta @abstractmethod
def open(self):
pass class File(object):
pass AbsFile.register(File)
向抽象基类注册某个类时,是不会检查该类是否实现了抽象基类的抽象方法或者特性的,只会影响类型检查:
>>> f = File()
>>> isinstance(f, AbsFile)
True
python的collections模块定义了与序列,集合和字典有关的各种抽象基类,numbers模块定义了与数字有关的抽象基类。
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