8.12 定義接口或者抽象基類

問題

你想定義一個(gè)接口或抽象類，并且通過執(zhí)行類型檢查來確保子類實(shí)現(xiàn)了某些特定的方法

解決方案

使用 abc 模塊可以很輕松的定義抽象基類：

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class IStream(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def read(self, maxbytes=-1):
        pass

    @abstractmethod
    def write(self, data):
        pass

抽象類的一個(gè)特點(diǎn)是它不能直接被實(shí)例化，比如你想像下面這樣做是不行的：

a = IStream() # TypeError: Can't instantiate abstract class
                # IStream with abstract methods read, write

抽象類的目的就是讓別的類繼承它并實(shí)現(xiàn)特定的抽象方法：

class SocketStream(IStream):
    def read(self, maxbytes=-1):
        pass

    def write(self, data):
        pass

抽象基類的一個(gè)主要用途是在代碼中檢查某些類是否為特定類型，實(shí)現(xiàn)了特定接口：

def serialize(obj, stream):
    if not isinstance(stream, IStream):
        raise TypeError('Expected an IStream')
    pass

除了繼承這種方式外，還可以通過注冊(cè)方式來讓某個(gè)類實(shí)現(xiàn)抽象基類：

import io

# Register the built-in I/O classes as supporting our interface
IStream.register(io.IOBase)

# Open a normal file and type check
f = open('foo.txt')
isinstance(f, IStream) # Returns True

@abstractmethod 還能注解靜態(tài)方法、類方法和 properties 。你只需保證這個(gè)注解緊靠在函數(shù)定義前即可：

class A(metaclass=ABCMeta):
    @property
    @abstractmethod
    def name(self):
        pass

    @name.setter
    @abstractmethod
    def name(self, value):
        pass

    @classmethod
    @abstractmethod
    def method1(cls):
        pass

    @staticmethod
    @abstractmethod
    def method2():
        pass

討論

標(biāo)準(zhǔn)庫中有很多用到抽象基類的地方。collections 模塊定義了很多跟容器和迭代器(序列、映射、集合等)有關(guān)的抽象基類。numbers 庫定義了跟數(shù)字對(duì)象(整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、有理數(shù)等)有關(guān)的基類。io 庫定義了很多跟I/O操作相關(guān)的基類。

你可以使用預(yù)定義的抽象類來執(zhí)行更通用的類型檢查，例如：

import collections

# Check if x is a sequence
if isinstance(x, collections.Sequence):
...

# Check if x is iterable
if isinstance(x, collections.Iterable):
...

# Check if x has a size
if isinstance(x, collections.Sized):
...

# Check if x is a mapping
if isinstance(x, collections.Mapping):

盡管ABCs可以讓我們很方便的做類型檢查，但是我們?cè)诖a中最好不要過多的使用它。因?yàn)镻ython的本質(zhì)是一門動(dòng)態(tài)編程語言，其目的就是給你更多靈活性，強(qiáng)制類型檢查或讓你代碼變得更復(fù)雜，這樣做無異于舍本求末。