python2 class 抽象函数 python中抽象类

像java一样python也可以定义一个抽象类。

在讲抽象类之前，先说下抽象方法的实现。

抽象方法是基类中定义的方法，但却没有任何实现。在java中，可以把方法申明成一个接口。而在python中实现一个抽象方法的简单的方法是：

class Sheep（ object ）：
   def get_size( self ):
     raise NotImplementedError

任何从Sheep继承下来的子类必须实现get_size方法。否则就会产生一个错误。但这种实现方法有个缺点。定义的子类只有调用那个方法时才会抛错。这里有个简单方法可以在类被实例化后触发它。使用python提供的abc模块。

import abc
class Sheep( object ):
   __metaclass__ = abc.ABCMeta
   
   @abc .absractmethod
   def get_size( self ):
     return

这里实例化Sheep类或任意从其继承的子类（未实现get_size）时候都会抛出异常。

因此，通过定义抽象类，可以定义子类的共同method（强制其实现）。

如何使用抽象类

import abc
 
class A( object ):
   __metaclass__ = abc.ABCMeta
 
   @abc .abstractmethod
   def load( self , input ):
     return
 
   @abc .abstractmethod
   def save( self , output, data):
     return

通过ABCMeta元类来创建一个抽象类, 使用abstractmethod装饰器来表明抽象方法

注册具体类

class B( object ):
   
   def load( self , input ):
     return input .read()
 
   def save( self , output, data):
     return output.write(data)
 
A.register(B)
 
if __name__ = = '__main__' :
   print issubclass (B, A)   # print True
   print isinstance (B(), A)  # print True

从抽象类注册一个具体的类

子类化实现

class C(A):
 
   def load( self , input ):
     return input .read()
 
   def save( self , output, data):
     return output.write(data)
     
if __name__ = = '__main__' :
   print issubclass (C, A)   # print True
   print isinstance (C(), A)  # print True

可以使用继承抽象类的方法来实现具体类这样可以避免使用register. 但是副作用是可以通过基类找出所有的具体类

for sc in A.__subclasses__():
   print sc.__name__
 
# print C

如果使用继承的方式会找出所有的具体类，如果使用register的方式则不会被找出

使用__subclasshook__

使用__subclasshook__后只要具体类定义了与抽象类相同的方法就认为是他的子类

import abc
 
class A( object ):
   __metaclass__ = abc.ABCMeta
 
   @abc .abstractmethod
   def say( self ):
     return 'say yeah'
 
   @classmethod
   def __subclasshook__( cls , C):
     if cls is A:
       if any ( "say" in B.__dict__ for B in C.__mro__):
         return True
     return NotTmplementd
 
class B( object ):
   def say( self ):
     return 'hello'
 
print issubclass (B, A)   # True
print isinstance (B(), A)  # True
print B.__dict__      # {'say': <function say at 0x7f...>, ...}
print A.__subclasshook__(B) # True

不完整的实现

class D(A):
   def save( self , output, data):
     return output.write(data)
 
if __name__ = = '__main__' :
   print issubclass (D, A)   # print True
   print isinstance (D(), A)  # raise TypeError

如果构建不完整的具体类会抛出D不能实例化抽象类和抽象方法

具体类中使用抽象基类

import abc
from cStringIO import StringIO
 
class A( object ):
   __metaclass__ = abc.ABCMeta
 
   @abc .abstractmethod
   def retrieve_values( self , input ):
     pirnt 'base class reading data'
     return input .read()
 
 
class B(A):
 
   def retrieve_values( self , input ):
     base_data = super (B, self ).retrieve_values( input )
     print 'subclass sorting data'
     response = sorted (base_data.splitlines())
     return response
 
input = StringIO( """line one
line two
line three
""" )
 
reader = B()
print reader.retrieve_values( input )

打印结果

base class reading data
subclass sorting data
['line one', 'line two', 'line three']

可以使用super来重用抽象基类中的罗辑, 但会迫使子类提供覆盖方法.

抽象属性

import abc
 
class A( object ):
   __metaclass__ = abc.ABCMeta
 
   @abc .abstractproperty
   def value( self ):
     return 'should never get here.'
 
class B(A):
   
   @property
   def value( self ):
     return 'concrete property.'
 
try :
   a = A()
   print 'A.value' , a.value
except Exception, err:
   print 'Error: ' , str (err)
 
b = B()
print 'B.value' , b.value

打印结果,A不能被实例化，因为只有一个抽象的property getter method.

Error: ...
print concrete property

定义抽象的读写属性

import abc
 
class A( object ):
   __metaclass__ = abc.ABCMeta
 
   def value_getter( self ):
     return 'Should never see this.'
 
   def value_setter( self , value):
     return
 
   value = abc.abstractproperty(value_getter, value_setter)
 
class B(A):
   
   @abc .abstractproperty
   def value( self ):
     return 'read-only'
 
class C(A):
   _value = 'default value'
 
   def value_getter( self ):
     return self ._value
 
   def value_setter( self , value):
     self ._value = value
 
   value = property (value_getter, value_setter)
 
try :
   a = A()
   print a.value
except Exception, err:
   print str (err)
 
try :
   b = B()
   print b.value
except Exception, err:
   print str (err)
 
c = C()
print c.value
 
c.value = 'hello'
print c.value

打印结果, 定义具体类的property时必须与抽象的abstract property相同。如果只覆盖其中一个将不会工作.

error: ...
error: ...
print 'default value'
print 'hello'

使用装饰器语法来实现读写的抽象属性, 读和写的方法应该相同.

import abc
 
class A( object ):
   __metaclass__ = abc.ABCMeta
 
   @abc .abstractproperty
   def value( self ):
     return 'should never see this.'
 
   @value .setter
   def value( self , _value):
     return
 
class B(A):
   _value = 'default'
 
   @property
   def value( self ):
     return self ._value
 
   @value .setter
   def value( self , _value):
     self ._value = _value
 
b = B()
print b.value    # print 'default'
 
b.value = 'hello'
print b.value    # print 'hello'