python 抽象类分析

摘要: python抽象类

最近在看bottle.py源码，里面自定了多个类字典的类。这些类的定义继承了collections中多个抽象类。比如MutableMapping。

1、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）。

2、抽象类的定义。

python中，抽象类通过abc模块实现。

import abcclass PluginBase(object):
__metaclass__ = abc.ABCMeta

@abc.abstractmethod
def load(self, input):
"""Retrieve data from the input source and return an object."""
return

@abc.abstractmethod
def save(self, output, data):
"""Save the data object to the output."""
return

具体化抽象类，可以有两种方式，一种通过注册（register），另外一种通过继承。

注册方式：

import abc
from abc_base import PluginBase

class RegisteredImplementation(object):
def load(self, input):
return input.read()

def save(self, output, data):
return output.write(data)PluginBase.register(RegisteredImplementation)

if __name__ == '__main__':
print 'Subclass:', issubclass(RegisteredImplementation, PluginBase)
print 'Instance:', isinstance(RegisteredImplementation(), PluginBase)

继承方式：

import abc
from abc_base import PluginBase

class SubclassImplementation(PluginBase):

def load(self, input):
return input.read()

def save(self, output, data):
return output.write(data)

if __name__ == '__main__':
print 'Subclass:', issubclass(SubclassImplementation, PluginBase)
print 'Instance:', isinstance(SubclassImplementation(), PluginBase)

执行发现，注册方式和继承方式不同在于，注册方式，当没有实现抽象方法时，实例化时候不会报错，但调用时候会报错。

3、抽象类中除了抽象方法外，也可以实现抽象属性（@abstraproperty）。

import abcclass Base(object):
__metaclass__ = abc.ABCMeta

@abc.abstractproperty
def value(self):
return 'Should never get here'class Implementation(Base):

@property
def value(self):
return 'concrete property'try:
b = Base()
print 'Base.value:', b.valueexcept Exception, err:
print 'ERROR:', str(err)i = Implementation()print 'Implementation.value:', i.value

另外子类中抽象属性实现必须与抽象属性定义一致。

import abc
class Base(object):
__metaclass__ = abc.ABCMeta

def value_getter(self):
return 'Should never see this'

def value_setter(self, newvalue):
return

value = abc.abstractproperty(value_getter, value_setter)

class PartialImplementation(Base):

@abc.abstractproperty
def value(self):
return 'Read-only'class Implementation(Base):

_value = 'Default value'

def value_getter(self):
return self._value

def value_setter(self, newvalue):
self._value = newvalue

value = property(value_getter, value_setter)try:
b = Base()
print 'Base.value:', b.valueexcept Exception, err:
print 'ERROR:', str(err)try:
p = PartialImplementation()
print 'PartialImplementation.value:', p.valueexcept Exception, err:
print 'ERROR:', str(err)i = Implementation()
print 'Implementation.value:', i.valuei.value = 'New value'print 'Changed value:', i.value

4、collections

collections模块定义了几个抽象类。

General container classes:

Container

Sized

Iterator and Sequence classes:

Iterable

Iterator

Sequence

MutableSequence

Unique values:

Hashable

Set

MutableSet

Mappings:

Mapping

MutableMapping

MappingView

KeysView

ItemsView

ValuesView

Miscelaneous:

Callable
python的内置类型在import collections时，会自动被注册到这些类中。因此你可以安全的使用isinstance或issubclass来保证执行某些api