Python基础教程 抽象基类

7.2.10 抽象基类

然而，有比手工检查各个方法更好的选择。在历史上的大部分时间内， Python几乎都只依赖于鸭子类型，即假设所有对象都能完成其工作，同时偶尔使用hasattr来检查所需的方法是否存在。很多其他语言（如Java和Go）都采用显式指定接口的理念，而有些第三方模块提供了这种理念的各种实现。最终， Python通过引入模块abc提供了官方解决方案。这个模块为所谓的抽象基类提供了支持。一般而言，抽象类是不能（至少是不应该）实例化的类，其职责是定义子类应实现的一组抽象方法。下面是一个简单的示例：

from abc import ABC, abstractmethod

class Talker(ABC):

@abstractmethod

def talk(self):

pass

形如@this的东西被称为装饰器，其用法将在第9章详细介绍。这里的要点是你使用@abstractmethod来将方法标记为抽象的——在子类中必须实现的方法。

注意 如果你使用的是较旧的Python版本，将无法在模块abc中找到ABC类。在这种情况下，需要导入ABCMeta，并在类定义开头包含代码行__metaclass__ = ABCMeta（紧跟在class语句后面并缩进）。如果你使用的是3.4之前的Python 3版本，也可使用Talker(metaclass=ABCMeta)代替Talker(ABC)。

抽象类（即包含抽象方法的类）最重要的特征是不能实例化。

>>> Talker()

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

TypeError: Can't instantiate abstract class Talker with abstract methods talk

假设像下面这样从它派生出一个子类：

class Knigget(Talker):

pass

由于没有重写方法talk，因此这个类也是抽象的，不能实例化。如果你试图这样做，将出现类似于前面的错误消息。然而，你可重新编写这个类，使其实现要求的方法。

class Knigget(Talker):

def talk(self):

print("Ni!")

现在实例化它没有任何问题。这是抽象基类的主要用途，而且只有在这种情形下使用isinstance才是妥当的：如果先检查给定的实例确实是Talker对象，就能相信这个实例在需要的情况下有方法talk。

>>> k = Knigget()

>>> isinstance(k, Talker)

True

>>> k.talk()

Ni!

然而，还缺少一个重要的部分——让isinstance的多态程度更高的部分。正如你看到的，抽象基类让我们能够本着鸭子类型的精神使用这种实例检查！我们不关心对象是什么，只关心对象能做什么（它实现了哪些方法）。因此，只要实现了方法talk，即便不是Talker的子类，依然能够通过类型检查。下面来创建另一个类。

class Herring:

def talk(self):

print("Blub.")

这个类的实例能够通过是否为Talker对象的检查，可它并不是Talker对象。

>>> h = Herring()

>>> isinstance(h, Talker)

False

诚然，你可从Talker派生出Herring，这样就万事大吉了，但Herring可能是从他人的模块中导入的。在这种情况下，就无法采取这样的做法。为解决这个问题，你可将Herring注册为Talker（而不从Herring和Talker派生出子类），这样所有的Herring对象都将被视为Talker对象。

>>> Talker.register(Herring)

>>> isinstance(h, Talker)

True

>>> issubclass(Herring, Talker)

True

然而，这种做法存在一个缺点，就是直接从抽象类派生提供的保障没有了。

>>> class Clam:

... pass

...

>>> Talker.register(Clam)

>>> issubclass(Clam, Talker)

True

>>> c = Clam()

>>> isinstance(c, Talker)

True

>>> c.talk()

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

AttributeError: 'Clam' object has no attribute 'talk'

换而言之，应将isinstance返回True视为一种意图表达。在这里， Clam有成为Talker的意图。本着鸭子类型的精神，我们相信它能承担Talker的职责，但可悲的是它失败了。

标准库（如模块collections.abc）提供了多个很有用的抽象类，有关模块abc的详细信息，请参阅标准库参考手册。