abc：Abstract Base Classes

作用：在代码中定义和使用抽象基类进行API检查。

1. 为什么使用abc？

Abstract base classes由一组接口组成，检查比hasattr()更严格。通过定义一个抽象基类，可以为一组子类定义一个通用的API。这对于第三方为应用提供插件等非常有用，另外当您在一个大型的团队中工作或在一个大型的代码库中，同时将所有的类放在您的头脑中是困难或不可能的时，它也可以帮助您。

2. abc怎么工作

abc通过把基类中的方法标记为抽象方法，并且注册具体类为基类的实现的方式工作。

定义基类: abc_base.py

import abcclass PluginBase(object):__metaclass__ = abc.ABCMeta@abc.abstractmethoddef load(self, input):"""Retrieve data from the input source and return an object."""return@abc.abstractmethoddef save(self, output, data):"""Save the data object to the output."""return

有两种方法表明一个具体类实现了一个抽象类

a) 第一种方法：通过使用abc注册，这种方法下RegisteredImplementation并不是由PluginBase派生，而是通过注册方式.

abc_register.py

import abc
from abc_base import PluginBaseclass 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)

output:

Subclass: True
Instance: True

b) 第一种方法：通过实现PluginBaseAPI，是派生.

abc_subclass.py

import abc
from abc_base import PluginBaseclass 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)

output:

Subclass: True
Instance: True

两种方式的不同：

1. SubclassImplementation在PluginBase.__subclasses__()中，而RegisteredImplementation不在.
2. SubclassImplementation必须实现PluginBase中的所有抽象方法，否则会在运行时报错；而RegisteredImplement不需要.

3. 抽象方法的实现

在抽象类中抽象方法也可以提供通用的逻辑实现，这样具体类中就可以通过调用super()重用抽象方法的实现.

import abc
from cStringIO import StringIOclass ABCWithConcreteImplementation(object):__metaclass__ = abc.ABCMeta@abc.abstractmethoddef retrieve_values(self, input):print 'base class reading data'return input.read()class ConcreteOverride(ABCWithConcreteImplementation):def retrieve_values(self, input):base_data = super(ConcreteOverride, self).retrieve_values(input)print 'subclass sorting data'response = sorted(base_data.splitlines())return responseinput = StringIO("""line one
line two
line three
""")reader = ConcreteOverride()
print reader.retrieve_values(input)
print

output:

base class reading data
subclass sorting data
['line one', 'line three', 'line two']

4. 抽象特性(Abstract Properties)

如果你的API规范中还包括属性，那么你可以使用@abstractproperty来定义.

import abcclass Base(object):__metaclass__ = abc.ABCMeta@abc.abstractpropertydef value(self):return 'Should never get here'class Implementation(Base):@propertydef value(self):return 'concrete property'try:b = Base()print 'Base.value:', b.value
except Exception, err:print 'ERROR:', str(err)i = Implementation()
print 'Implementation.value:', i.value

因为Base只有property valuegetter方法的抽象版本，所有它不能被实例化.

output:

ERROR: Can't instantiate abstract class Base with abstract methods value
Implementation.value: concrete property

定义抽象的读写特性

import abcclass Base(object):__metaclass__ = abc.ABCMetadef value_getter(self):return 'Should never see this'def value_setter(self, newvalue):returnvalue = abc.abstractproperty(value_getter, value_setter)class PartialImplementation(Base):@abc.abstractpropertydef value(self):return 'Read-only'class Implementation(Base):_value = 'Default value'def value_getter(self):return self._valuedef value_setter(self, newvalue):self._value = newvalue#定义具体类的property时必须与抽象类的abstract property相同。如果只覆盖其中一个将不会工作。value = property(value_getter, value_setter)try:b = Base()print 'Base.value:', b.value
except Exception, err:print 'ERROR:', str(err)try:p = PartialImplementation()print 'PartialImplementation.value:', p.value
except Exception, err:print 'ERROR:', str(err)i = Implementation()
print 'Implementation.value:', i.valuei.value = 'New value'
print 'Changed value:', i.value

output:

ERROR: Can't instantiate abstract class Base with abstract methods value
ERROR: Can't instantiate abstract class PartialImplementation with abstract methods value
Implementation.value: Default value
Changed value: New value

使用装饰器来实现读写的抽象特性，读和写的方法名应该相同

import abcclass Base(object):__metaclass__ = abc.ABCMeta@abc.abstractpropertydef value(self):return 'Should never see this'@value.setterdef value(self, newvalue):returnclass Implementation(Base):_value = 'Default value'@propertydef value(self):return self._value@value.setterdef value(self, newvalue):self._value = newvaluei = Implementation()
print 'Implementation.value:', i.valuei.value = 'New value'
print 'Changed value:', i.value

output:

Implementation.value: Default value
Changed value: New value