Python中定义抽象基类

What

python中定义可以定义抽象类，和Java中的抽象类是一样的，不能被直接实例化，而是作为一个基类，主要用于定义一组接口规范，接口的实现在继承其的子类中完成，并且要求子类必须实现定义的所有接口，和Java一样如何子类未完全实现父类中的所有接口，那么这个子类也会被定义成为一个抽象类，不能直接实例化。

Why

• 强制接口一致性
• 实现多态性
• 促进代码重用
• 模板化编程

总之就是好处多多

How

定义抽象类主要有两种方法一种是通过继承ABC类，另一种是直接使用ABCMeta作为元类。

还可以结合使用 @abstractmethod 和 @abstractproperty（Python 3.3 及以上版本推荐使用 @property + @abstractmethod）来定义抽象方法和属性。

下面将依次介绍这两种方法。

继承ABC类

最常用、最简洁的方式，适用于绝大多数情况。只需要让自己的抽象类去继承abc.ABC即可，并使用@abstractmethod装饰器标记应该被子类实现的方法。

from abc import ABC, abstractmethod
class MyabstractClass(ABC):
	
	@abstractmethod
	def my_method(self):
		pass
	
	@property
	@abstractmethod
	def my_property(self):
		pass

使用ABCMeta元类

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class MyAbstractClass(metaclass=ABCMeta):

    @abstractmethod
    def my_method(self):
        pass

    @property
    @abstractmethod
    def my_property(self):
        pass

• @abstractmethod：用于装饰普通方法，表明该方法是抽象的，所有非抽象子类都必须实现它。
• @property + @abstractmethod：用于定义抽象属性，确保子类提供具体的属性实现。

静态方法和类方法

除了普通的实例方法外，也可以定义抽象的静态方法和类方法。通过组合@abstractmethod 和 @staticmethod 或 @classmethod 来完成。

from abc import ABC, abstractmethod

class AbstractBaseClass(ABC):

    @abstractmethod
    @staticmethod
    def static_method():
        """这是一个抽象静态方法"""
        pass

    @abstractmethod
    @classmethod
    def class_method(cls):
        """这是一个抽象类方法"""
        pass

注册虚拟子类

有时可能想要声明某个类实现了特定接口，但并不直接继承自那个抽象基类。这时可以使用 register() 方法来注册一个“虚拟子类”。

from abc import ABC, abstractmethod

class PluginBase(ABC):

    @abstractmethod
    def load(self, input):
        pass

class LocalPlugin:
    def load(self, input):
        return input.read()

PluginBase.register(LocalPlugin)  # 注册 LocalPlugin 为 PluginBase 的虚拟子类

# 测试是否成功注册
print(issubclass(LocalPlugin, PluginBase))  # 应该输出 True
local_plugin = LocalPlugin()
print(isinstance(local_plugin, PluginBase))  # 应该输出 True