python 抽象类分析

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。好比MutableMapping。

一、在讲抽象类以前，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，能够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。不然就会产生一个错误。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。这里有个简单方法能够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。

所以，经过定义抽象类，能够定义子类的共同method（强制其实现）。

二、抽象类的定义。

python中，抽象类经过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，能够有两种方式，一种经过注册（register），另一种经过继承。

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一样在于，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。

三、抽象类中除了抽象方法外，也能够实现抽象属性（@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

四、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。所以你能够安全的使用isinstance或issubclass来保证执行某些api