python--接口类与抽象类

一、

继承有两种用途：

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 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
 三、接口隔离原则：使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口。即客户端不应该依赖那些不需要的接口
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接口类：基于同一个接口实现的类  刚好满足接口隔离原则 面向对象开发的思想 规范
接口类，python 原生不支持  在python中，并没有接口类这种东西，即便不通过专门的模块定义接口，我们也应该有一些基本的概念
"""

 一、接口类单继承

我们来看一段代码去了解为什么需要接口类

class Alipay:
    def pay(self,money):
        print('支付宝支付了')
class Apppay:
    def pay(self,money):
        print('苹果支付了')
class Weicht:
    def pay(self,money):
        print('微信支付了')
def pay(payment,money):       # 支付函数，总体负责支付，对应支付的对象和要支付的金额
    payment.pay(money)
p=Alipay()
pay(p,200)      #支付宝支付了

这段代码，实现了一个有趣的功能，就是通过一个总体的支付函数，实现了不同种类的支付方式，不同是支付方式作为对象，传入函数中
但是开发中容易出现一些问题，那就是类中的函数名不一致，就会导致调用的时候找不到类中对应方法，例题如下：

class Alipay:
    def paying(self,money):    #这里类的方法可能由于程序员的疏忽，写的不是一致的pay,导致后面调用的时候找不到pay
        print('支付宝支付了')
class Apppay:
    def pay(self,money):
        print('苹果支付了')
class Weicht:
    def pay(self,money):
        print('微信支付了')
def pay(payment,money):       # 支付函数，总体负责支付，对应支付的对象和要支付的金额
    payment.pay(money)
p=Alipay()   #不报错
pay(p,200)      #调用执行就会报错，'Alipay' object has no attribute 'pay'

这时候怎么办呢？可以手动抛异常：NotImplementedError来解决开发中遇到的问题

class payment:
    def pay(self):
        raise NotImplementedError    #手动抛异常
class Alipay:
    def paying(self, money):  # 这里类的方法不是一致的pay,导致后面调用的时候找不到pay
        print('支付宝支付了')
def pay(payment, money):  # 支付函数，总体负责支付，对应支付的对象和要支付的金额
    payment.pay(money)

p = Alipay()  # 不报错
pay(p, 200)  #调用的时候才会报错  'Alipay' object has no attribute 'pay'

也可以借用abc模块来处理这种错误

from abc import abstractmethod, ABCMeta     #接口类中定义了一些接口名：Pay，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
class Payment(metaclass=ABCMeta):    #抽象出的共同功能Pay
    @abstractmethod
    def pay(self,money):pass    #这里面的pay 来源于下面类中的方法pay,意思把这个方法规范为统一的标准，另外建一个规范类Payment
class Alipay(Payment):
    def paying(self, money):    #这里出现paying和我们规范的pay不一样，那么在实例化 Alipay的时候就会报错
        print('支付宝支付了')
class Weicht(Payment):
    def pay(self,money):
        print('微信支付了')
def pay(pay_obj,money):
    pay_obj.pay(money)
p=Alipay()   #实例化的时候就会报错  Can't instantiate abstract class Alipay with abstract methods pay 之前两个例子都是在执行的时候报错，这里不一样的是实例化就会知道是哪里发生错误了

"""
总结：用abc模块装饰后，在实例化的时候就会报错，那么当我们代码很长的时候，就可以早一点预知错误，所以以后在接口类类似问题中用这个模块
接口继承实质上是要求“做出一个良好的抽象，这个抽象规定了一个兼容接口，使得外部调用者无需关心具体细节，
可一视同仁的处理实现了特定接口的所有对象”——这在程序设计上，叫做归一化。
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 二、接口类多继承

from abc import abstractmethod,ABCMeta
class Walk_animal(meteaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def walk(self):
        print('walk')
class Swim_animal(meteaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def swim(self):pass
class Fly_animal(metaclass=ABCMeta)
    @abstractmethod
    def fly(self):pass
#如果正常一个老虎有跑和跑的方法的话，我们会这么做
class Tiger:
    def walk(self):pass
    def swim(self):pass
#但是我们使用接口类多继承的话就简单多了，并且规范了相同功能
class Tiger(Walk_animal,Swim_animal):pass
#如果此时再有一个天鹅swan,会飞，走，游泳 那么我们这么做
class Swan(Walk_animal,Swim_animal, Fly_animal):pass
# 这就是接口多继承

接口提取了一群类共同的函数，可以把接口当做一个函数的集合。

然后让子类去实现接口中的函数。

这么做的意义在于归一化，什么叫归一化，就是只要是基于同一个接口实现的类，那么所有的这些类产生的对象在使用时，从用法上来说都一样。

归一化，让使用者无需关心对象的类是什么，只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了，这极大地降低了使用者的使用难度。

比如：我们定义一个动物接口，接口里定义了有跑、吃、呼吸等接口函数，这样老鼠的类去实现了该接口，松鼠的类也去实现了该接口，由二者分别产生一只老鼠和一只松鼠送到你面前，即便是你分别不到底哪只是什么鼠你肯定知道他俩都会跑，都会吃，都能呼吸。

再比如：我们有一个汽车接口，里面定义了汽车所有的功能，然后由本田汽车的类，奥迪汽车的类，大众汽车的类，他们都实现了汽车接口，这样就好办了，大家只需要学会了怎么开汽车，那么无论是本田，还是奥迪，还是大众我们都会开了，开的时候根本无需关心我开的是哪一类车，操作手法（函数调用）都一样

为何要用接口

为什么需要接口类

三、抽象类

#抽象类
# 抽象类的本质还是类，
# 指的是一组类的相似性，包括数据属性（如all_type）和函数属性（如read、write），而接口只强调函数属性的相似性

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1.抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念，同时具备类和接口的部分特性，可以用来实现归一化设计
2.在继承抽象类的过程中，我们应该尽量避免多继承；
3.而在继承接口的时候，我们反而鼓励你来多继承接口
# 一般情况下 单继承 能实现的功能都是一样的，所以在父类中可以有一些简单的基础实现
# 多继承的情况 由于功能比较复杂，所以不容易抽象出相同的功能的具体实现写在父类中

"""

    如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的，那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的，内容包括数据属性和函数属性。

为什么要有抽象类

从设计角度去看，如果类是从现实对象抽象而来的，那么抽象类就是基于类抽象而来的。

　 从实现角度来看，抽象类与普通类的不同之处在于：抽象类中有抽象方法，该类不能被实例化，只能被继承，且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似，但其实是不同的

#一切皆文件
import abc #利用abc模块实现抽象类

class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):
    all_type='file'
    @abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def read(self):
        '子类必须定义读功能'
        pass

    @abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def write(self):
        '子类必须定义写功能'
        pass

# class Txt(All_file):
#     pass
#
# t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法

class Txt(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('文本数据的读取方法')

    def write(self):
        print('文本数据的读取方法')

class Sata(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

    def write(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

class Process(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('进程数据的读取方法')

    def write(self):
        print('进程数据的读取方法')

wenbenwenjian=Txt()

yingpanwenjian=Sata()

jinchengwenjian=Process()

#这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想
wenbenwenjian.read()
yingpanwenjian.write()
jinchengwenjian.read()

print(wenbenwenjian.all_type)
print(yingpanwenjian.all_type)
print(jinchengwenjian.all_type)

 四、扩展：

不管是抽象类还是接口类 ： 面向对象的开发规范 所有的接口类和抽象类都不能实例化
java ：
java里的所有类的继承都是单继承,所以抽象类完美的解决了单继承需求中的规范问题
但对于多继承的需求，由于java本身语法的不支持，所以创建了接口Interface这个概念来解决多继承的规范问题
python:
python中没有接口类  ：
   python中自带多继承 所以我们直接用class来实现了接口类
python中支持抽象类  ： 一般情况下 单继承  不能实例化
   且可以实现python代码

五、注意

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1.多继承问题
在继承抽象类的过程中，我们应该尽量避免多继承；
而在继承接口的时候，我们反而鼓励你来多继承接口

2.方法的实现
在抽象类中，我们可以对一些抽象方法做出基础实现；
而在接口类中，任何方法都只是一种规范，具体的功能需要子类实现
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