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
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