提起Java的抽象類別大家都比較熟悉,Python中我們可以使用abc模組來建構抽象類別,這裡就為大家講解在Python中定義和使用抽象類別的方法
像java一樣python也可以定義一個抽象類別。
在講抽象類別之前,先說下抽象方法的實作。
抽象方法是基底類別中定義的方法,但卻沒有任何實作。在java中,可以把方法申明成一個介面。而在python中實作一個抽象方法的簡單的方法是:
class Sheep(object): def get_size(self): raise NotImplementedError
任何從Sheep繼承下來的子類別必須實作get_size方法。否則就會產生一個錯誤。但這種實作方法有個缺點。定義的子類別只有在呼叫那個方法時才會拋錯。這裡有個簡單方法可以在類別被實例化後觸發它。使用python提供的abc模組。
import abc class Sheep(object): __metaclass__ = abc.ABCMeta @abc.absractmethod def get_size(self): return
這裡實例化Sheep類別或任意從其繼承的子類別(未實作get_size)時候都會拋出例外。
因此,透過定義抽象類,可以定義子類別的共同method(強制其實現)。
如何使用抽象類別
import abc class A(object): __metaclass__ = abc.ABCMeta @abc.abstractmethod def load(self, input): return @abc.abstractmethod def save(self, output, data): return
#透過ABCMeta元素類別來建立一個抽象類別, 使用abstractmethod裝飾器來表明抽象方法
註冊具體類別
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
從抽象類別註冊一個具體的類別
子類別化實作
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
#可以使用繼承抽象類別的方法來實作具體類別這樣可以避免使用register. 但是副作用是可以透過基底類別找出所有的具體類別
for sc in A.__subclasses__(): print sc.__name__ # print C
如果使用繼承的方式會找出所有的具體類,如果使用register的方式則不會被找出
使用__subclasshook__
使用__subclasshook__後只要具體類別定義了與抽象類別相同的方法就認為是他的子類別
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
不完整的實作
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
如果建置不完整的具體類別會拋出D不能實例化抽象類別和抽象方法
特定類別中使用抽象基底類別
#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)
列印結果
base class reading data subclass sorting data ['line one', 'line two', 'line three']
可以使用super來重複使用抽象基底類別中的羅輯, 但會迫使子類別提供覆寫方法.
抽象屬性
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
列印結果,A不能被實例化,因為只有一個抽象的property getter method.
Error: ... print concrete property
定義抽象的讀寫屬性
#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
列印結果, 定義具體類別的property時必須與抽象的abstract property相同。如果只覆寫其中一個將不會工作.
error: ... error: ... print 'default value' print 'hello'
使用裝飾器語法來實現讀寫的抽象屬性, 讀和寫的方法應該相同.
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'
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