Python抽象基类之声明协议

时间：2021-08-15 09:06:06

抽象基类之--声明协议

上回讲了Python中抽象基类的大概，相信大家对abcmeta以及什么是抽象基类已经有所了解。传送门

现在我们来讲讲抽象基类的另一个常用用法--声明协议

所谓声明协议，有点像Java中的接口这个概念。就是子类必须实现父类要求的方法。

1.不使用抽象基类来实现

1. 提出异常（规范起见请使用 NotImplementedError）

class Test(object):

    def __init__(self):

        self.salary = []

    def work(self):

        money = self._job()

        self.salary.append(money)

        return money

    def _job(self):

        raise NotImplementedError("Test子类必须实现 '_job' 方法")

如上所示的类，如果子类没有自己重写_job方法而执行work方法就会产生NotImplementedError异常，这样通过异常的方法就可以强迫子类必须实现父类规定的函数，但是这有个缺点：如果子类不调用work方法，那么子类就算没有实现_job方法也不会报错。

2. 使用元类

通过元类也可以实现声明协议的功能

class TestMeta(type):

    def __new__(cls, name, bases, attrs):

        # 首先判断该类是不是基类（通过手动定义 abstract 属性来判定）

        if attrs.pop("abstract", False):

            return super(TestMeta, cls).__new__(cls, name, bases, attrs)

        # 否则就是子类，就要判断子类有没有一个叫 _job 的方法

        _job = attrs.get("_job", None)

        if _job and callable(_job):

            return super(TestMeta, cls).__new__(cls, name, bases, attrs)

        # 子类为定义 _job 方法

        raise TypeError("Test子类必须要定义 _job 方法")

class Test(metaclass=TestMeta):

    abstract = True

    def __init__(self):

        self.salary = []

    def work(self):

        money = self._job()

        self.salary.append(money)

        return money

# 这个类会报错

# class SubTestA(Test):

#     pass

class SubTestB(Test):

    def _job(self):

        return 3000

上面的例子中，我们通过元类来检查创建的子类是否包含有_job方法。相比起方法一，该方法必须要求子类定义_job类无论有没有调用过_job方法。但是与Java中的接口相比又少了一点什么？Java中的接口是不可以直接实例化对象的，但是在这个例子中我们可以直接创建Test的对象。这时就该抽象基类上场了。

2.抽象基类实现声明协议

我们可以使用abc模块中的一个装饰器--abstractmethod来装饰一个类的方法使其成为一个抽象方法，拥有抽象方法的类就不可以被实例化（像不像C++中的虚函数）举个例子。

import abc

class Test(metaclass=abc.ABCMeta):

    def __init__(self):

        self.salary = []

    def work(self):

        money = self._job()

        self.salary.append(money)

        return money

    @abc.abstractmethod

    def _job(self):

        raise NotImplementedError("Test子类必须实现 '_job' 方法")

# t = Test()    # 报错： TypeError: Can't instantiate abstract class Test with abstract methods _job

# 子类可以被创建，但是不能初始化

class SubTestA(Test):

    pass

# sta = SubTestA()    # 报错： TypeError: Can't instantiate abstract class SubTestA with abstract methods _job

# 实现抽象函数的子类可以被实例化

class SubTestB(Test):

    def _job(self):

        return 3000

stb = SubTestB()

对比一下上述三种方法的区别：

异常 元类 抽象基类
在调用方法时产生异常 在定义类时产生异常 在实例化对象时产生异常

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