python之抽象类&abc模块+虚拟子类®ister
抽象类和接口：
java
我们先从java讲起，没有java基础的可以略过。
（挖坑）
python
在python并没有抽象类之说，或者说抽象类=接口类（区别于接口）
继承有两种用途：
一：继承基类的方法，并且做出自己的改变或者扩展（代码重用）
二：声明某个子类兼容于某基类，定义一个接口类Interface，接口类中定义了一些接口名（就是函数名）且并未实现接口的功能，子类继承接口类，并且实现接口中的功能
在python中实现接口类必须借助于 abc模块
abc模块
前言：
面向对象的设计中，抽象类，接口这些必不可少的东西，在python中是如何提现的呢？
python作为一个动态语言，没有强类型的检查，而是以鸭子类型的方式提现，在执行的时候python不严格要求你必须是继承指定的父类而来，只要在调用的时候你有相应的方法和属性就可以了，长的像鸭子你就是鸭子。
也正是基于python这样的特性，python中没有interface的概念。
interface并不是普遍存在的，而是作为一个特例出现在java中，为的是解决多继承的问题。
python支持多继承，自然没有这个需要了。
然而我们难免会有这样的需求：子类必须实现某些指定的方法和属性，否则就抛异常。使用一些笨方法自然是可以达到相同的效果，但是python为我们提供了abc模块。
what is abc:
import abc
print([i for i in dir(abc) if not i.startswith("__")])
['ABC', 'ABCMeta', 'WeakSet', 'abstractclassmethod', 'abstractmethod', 'abstractproperty', 'abstractstaticmethod', 'get_cache_token']
How use abc?
竟然没报错？
from abc import ABCMeta, abstractmethod class Drawable(metaclass=ABCMeta): # @abstractmethod def size(self): return 'Drawable size' # @abstractmethod def draw(self, x, y, scale=1.0): pass def double_draw(self, x, y): self.draw(x, y, scale=2.0) d=Drawable()
说明。这个接口类竟然可以实例化。
接下来，我们给这个接口类添加一个abstractmethod方法的时候
class Drawable(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def size(self): return 'Drawable size' # @abstractmethod def draw(self, x, y, scale=1.0): pass def double_draw(self, x, y): self.draw(x, y, scale=2.0) d=Drawable()
它报错了：TypeError: Can't instantiate abstract class Drawable with abstract methods size
总结：有抽象方法的接口类才是不能实例化。
接下来，我们继续看继承关系
from abc import ABCMeta, abstractmethod class Drawable(metaclass=ABCMeta): # @abstractmethod def size(self): return 'Drawable size' # @abstractmethod def draw(self, x, y, scale=1.0): pass def double_draw(self, x, y): self.draw(x, y, scale=2.0) class Cicle(Drawable): # def size(self): # return 'Cicle size' # def draw(self, x, y, scale=1.0): # print(x * scale, y * scale) def paint(self): pass c=Cicle()
成功了。=》告诉我们继承一个没有抽象方法的接口类，并不用重写也能实例化。毕竟没有抽象方法。
那有抽象方法的接口类呢？
1.继承有抽象方法的接口类但没有重写抽象方法=》报错
from abc import ABCMeta, abstractmethod class Drawable(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def size(self): return 'Drawable size' # @abstractmethod def draw(self, x, y, scale=1.0): pass def double_draw(self, x, y): self.draw(x, y, scale=2.0) class Cicle(Drawable):=====》继承但没有实现抽象方法 def paint(self): pass c=Cicle()
TypeError: Can't instantiate abstract class Cicle with abstract methods size
2，继承有抽象方法的接口类必须重写抽象方法
from abc import ABCMeta, abstractmethod class Drawable(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def size(self): return 'Drawable size' # @abstractmethod def draw(self, x, y, scale=1.0): pass def double_draw(self, x, y): self.draw(x, y, scale=2.0) class Cicle(Drawable): def size(self): return 'Cicle size' def paint(self): pass c=Cicle()
成功了
3.继承有抽象方法的非接口类呢？
from abc import ABCMeta, abstractmethod class Drawable: @abstractmethod def size(self): return 'Drawable size' # @abstractmethod def draw(self, x, y, scale=1.0): pass def double_draw(self, x, y): self.draw(x, y, scale=2.0) class Cicle(Drawable): def paint(self): pass c=Cicle()
成功====》单独存在抽象方法并没啥用
进阶：
1.ABC是python 3.4之后新增的类，之前必须使用metaclass=ABCMeta,现在多了一个简单的方法ABC
2.abc模块还定义了'abstractclassmethod', 'abstractproperty', 'abstractstaticmethod'三个装饰器，但是因为可以通过@abstractmethod上堆叠实现，就显得多余二废弃了。
from abc import * class A(ABC): @property @abstractmethod def func(self): pass @abstractproperty def func2(self): pass @classmethod @abstractmethod def func3(cls): pass @abstractclassmethod def func4(cls): pass @staticmethod @abstractmethod def func5(): pass @abstractstaticmethod def func6(): pass
虚拟子类
注册虚拟子类的方式在抽象基类上调用register方法
注册的类就会变成抽象基类的虚拟子类，而且issubclass和isinstance等函数都能识别，但是注册的类并不会从抽象基类中继承任何方法。
虚拟子类不会继承注册的抽象基类，而且任何时候都不会检查子类是否符合抽象基类的接口（即使在实例化的时候也不会检查）。
作为抽象类的虚拟子类无需实现其需要的抽象方法
from abc import * class A(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def func1(self): pass @A.register class B: def func2(self): pass class C(A): def func2(self): pass b=B() #===》作为抽象类的虚拟子类无需实现其需要的抽象方法 # c=C()==>继承抽象类没有实现抽象方法报错 print("OK")
类的继承关系在一个特殊属性中制定--__mro__即方法解析顺序，这个属性会按顺序列出所有 ‘真实的’ 类和其超类。
from abc import * class A(ABC): @abstractmethod def func1(self): pass class B: def func1(self): pass @A.register class C(B): def func2(self): pass b=B() c=C() print(issubclass(C,A)) print(isinstance(c,A)) print(isinstance(c,B)) # True # True # True print(C.__mro__) # (<class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>) # 没有A类
