Python高级主题：Python ABC（抽象基类）

#抽象类实例   作用统一规范接口，降低使用复杂度。
import abc
class Animal(metaclass = abc.ABCMeta):  ##只能被继承，不能实例化，实例化会报错
    @abc.abstractmethod  ##加完这个方法子类必须有这个方法，否则报错
    def run(self):
        pass
    @abc.abstractmethod
    def eat(self):
        pass

class People(Animal):
    def run(self):
        print("People is walking")

    def eat(self):
        print("people is eating")

class Pig(Animal):
    def run(self):
        print("Pig is running")

    def eat(self):
        print("people is eating")

class Dog(Animal):
    def run(self):
        print("Dog is zouing")

    def eat(self):
        print("dog is eating")

peo1 = People()
pig1 = Pig()
dog1 = Dog()

peo1.run()
peo1.eat()

 

 

 

ABC，Abstract Base Class（抽象基类），主要定义了基本类和最基本的抽象方法，可以为子类定义共有的API，不需要具体实现。相当于是Java中的接口或者是抽象类。

    抽象基类可以不实现具体的方法（当然也可以实现，只不过子类如果想调用抽象基类中定义的方法需要使用super()）而是将其留给派生类实现。

 

    抽象基类提供了逻辑和实现解耦的能力，即在不同的模块中通过抽象基类来调用，可以用最精简的方式展示出代码之间的逻辑关系，让模块之间的依赖清晰简单。同时，一个抽象类可以有多个实现，让系统的运转更加灵活。而针对抽象类的编程，让每个人可以关注当前抽象类，只关注其方法和描述，而不需要考虑过多的其他逻辑，这对协同开发有很大意义。极简版的抽象类实现，也让代码可读性更高。

 

    抽象基类的使用：

    1：直接继承

        直接继承抽象基类的子类就没有这么灵活，抽象基类中可以声明”抽象方法“和“抽象属性”，只有完全覆写（实现）了抽象基类中的“抽象”内容后，才能被实例化，而虚拟子类则不受此影响。

    2：虚拟子类

    将其他的类”注册“到抽象基类下当虚拟子类（调用register方法），虚拟子类的好处是你实现的第三方子类不需要直接继承自基类，可以实现抽象基类中的部分API接口，也可以根本不实现，但是issubclass(), issubinstance()进行判断时仍然返回真值。

 

    Python 对于ABC的支持模块是abc模块，定义了一个特殊的metaclass：ABCMeta 还有一些装饰器：@abstractmethod 和 @abstarctproperty 。abc.ABCMeta 用于在Python程序中创建抽象基类。而抽象基类如果想要声明“抽象方法”，可以使用 @abstractmethod ，如果想声明“抽象属性”，可以使用 @abstractproperty 。

 

    为了解决Python2&3的兼容问题，需要引入six模块，该模块中有一个针对类的装饰器 @six.add_metaclass(MetaClass) 可以为两个版本的Python类方便地添加metaclass

通用做法。 @six.add_metaclass(MetaClass) 的作用是在不同版本的Python之间提供一个优雅的声明类的metaclass的手段，事实上不用它也可以，只是使用了它代码更为整洁明了。	import six   @six.add_metaclass(Meta) class MyClass(object):     pass
在Python 3 等价于	import six   class MyClass(object, metaclass = Meta):     pass
在Python 2.x (x >= 6)中等价于	import six   class MyClass(object):     __metaclass__ = Meta     pass
或者直接调用装饰器， 这里也能看出来装饰器就是个方法包装而已。	import six   class MyClass(object):     pass MyClass  = six.add_metaclass(Meta)(MyClass)

 

实例：

import abc

import six

 

 

@six.add_metaclass(abc.ABCMeta)

class BaseClass(object):

    @abc.abstractmethod

    def func_a(self, data):

        """

        an abstract method need to be implemented

        """

 

    @abc.abstractmethod

    def func_b(self, data):

        """

        another abstract method need to be implemented

        """

 

class SubclassImpl(BaseClass):

    def func_a(self, data):

        print("Overriding func_a, " + str(data))

 

    @staticmethod

    def func_d(self, data):

        print(type(self) + str(data))

 

class RegisteredImpl(object):

    @staticmethod

    def func_c(data):

        print("Method in third-party class, " + str(data))

BaseClass.register(RegisteredImpl)

 

 

if __name__ == '__main__':

    for subclass in BaseClass.__subclasses__():

        print("subclass of BaseClass: " + subclass.__name__)

    print("subclass do not contains RegisteredImpl")

    print("-----------------------------------------------")

 

    print("RegisteredImpl is subclass: " + str(issubclass(RegisteredImpl, BaseClass)))

    print("RegisteredImpl object  is instance: " + str(isinstance(RegisteredImpl(), BaseClass)))

    print("SubclassImpl is subclass: " + str(issubclass(SubclassImpl, BaseClass)))

 

    print("-----------------------------------------------")

    obj1 = RegisteredImpl()

    obj1.func_c("RegisteredImpl new object OK!")

    print("-----------------------------------------------")

    obj2 = SubclassImpl()  #由于没有实例化所有的方法，所以这里会报错 Can't instantiate abstract class SubclassImpl with abstract methods func_b

    obj2.func_a("It's right!")

结果如下：

subclass of BaseClass: SubclassImpl

subclass do not contains RegisteredImpl

-----------------------------------------------

RegisteredImpl is subclass: True

RegisteredImpl object  is instance: True

SubclassImpl is subclass: True

-----------------------------------------------

Method in third-party class, RegisteredImpl new object OK!

-----------------------------------------------

Traceback (most recent call last):

  File "/Users/wangqi/Git/Python/scrapy_crawler_learn/test/ABCTest.py", line 51, in <module>

    obj2 = SubclassImpl()  #由于没有实例化所有的方法，所以这里会报错 Can't instantiate abstract class SubclassImpl with abstract methods func_b

TypeError: Can't instantiate abstract class SubclassImpl with abstract methods func_b