Python高级:了解Python ABC(抽象基类)及 应用场景

news/2024/12/21 0:24:12/
ABC,Abstract Base Class(抽象基类),主要定义了基本类和最基本的抽象方法,可以为子类定义共有的API,不需要具体实现。相当于是Java中的接口或者是抽象类。
抽象基类可以不实现具体的方法(当然也可以实现,只不过子类如果想调用抽象基类中定义的方法需要使用super())而是将其留给派生类实现。

抽象基类提供了逻辑和实现解耦的能力,即在不同的模块中通过抽象基类来调用,可以用最精简的方式展示出代码之间的逻辑关系,让模块之间的依赖清晰简单。同时,一个抽象类可以有多个实现,让系统的运转更加灵活。而针对抽象类的编程,让每个人可以关注当前抽象类,只关注其方法和描述,而不需要考虑过多的其他逻辑,这对协同开发有很大意义。极简版的抽象类实现,也让代码可读性更高。

抽象基类的使用:
1:直接继承
直接继承抽象基类的子类就没有这么灵活,抽象基类中可以声明”抽象方法“和“抽象属性”,只有完全覆写(实现)了抽象基类中的“抽象”内容后,才能被实例化,而虚拟子类则不受此影响。
2:虚拟子类
将其他的类”注册“到抽象基类下当虚拟子类(调用register方法),虚拟子类的好处是你实现的第三方子类不需要直接继承自基类,可以实现抽象基类中的部分API接口,也可以根本不实现,但是issubclass(), issubinstance()进行判断时仍然返回真值。

Python 对于ABC的支持模块是abc模块,定义了一个特殊的metaclass:ABCMeta 还有一些装饰器:@abstractmethod 和 @abstarctproperty 。abc.ABCMeta 用于在Python程序中创建抽象基类。而抽象基类如果想要声明“抽象方法”,可以使用 @abstractmethod ,如果想声明“抽象属性”,可以使用 @abstractproperty 。

为了解决Python2&3的兼容问题,需要引入six模块,该模块中有一个针对类的装饰器 @six.add_metaclass(MetaClass) 可以为两个版本的Python类方便地添加metaclass
通用做法。
@six.add_metaclass(MetaClass) 的作用是在不同版本的Python之间提供一个优雅的声明类的metaclass的手段,事实上不用它也可以,只是使用了它代码更为整洁明了。
import six

@six.add_metaclass(Meta)
class MyClass(object):
pass
在Python 3 等价于
import six

class MyClass(object, metaclass = Meta):
pass
在Python 2.x (x >= 6)中等价于
import six

class MyClass(object):
__metaclass__ = Meta
pass
或者直接调用装饰器,
这里也能看出来装饰器就是个方法包装而已。
import six

class MyClass(object):
pass
MyClass  = six.add_metaclass(Meta)(MyClass)

实例:
import abc
import six


@six.add_metaclass(abc.ABCMeta)
class BaseClass(object):
@abc.abstractmethod
def func_a(self, data):
"""
an abstract method need to be implemented
"""

@abc.abstractmethod
def func_b(self, data):
"""
another abstract method need to be implemented
"""

class SubclassImpl(BaseClass):
def func_a(self, data):
print("Overriding func_a, " + str(data))

@staticmethod
def func_d(self, data):
print(type(self) + str(data))

class RegisteredImpl(object):
@staticmethod
def func_c(data):
print("Method in third-party class, " + str(data))
BaseClass.register(RegisteredImpl)


if __name__ == '__main__':
for subclass in BaseClass.__subclasses__():
print("subclass of BaseClass: " + subclass.__name__)
print("subclass do not contains RegisteredImpl")
print("-----------------------------------------------")

print("RegisteredImpl is subclass: " + str(issubclass(RegisteredImpl, BaseClass)))
print("RegisteredImpl object  is instance: " + str(isinstance(RegisteredImpl(), BaseClass)))
print("SubclassImpl is subclass: " + str(issubclass(SubclassImpl, BaseClass)))

print("-----------------------------------------------")
obj1 = RegisteredImpl()
obj1.func_c("RegisteredImpl new object OK!")
print("-----------------------------------------------")
obj2 = SubclassImpl()  #由于没有实例化所有的方法,所以这里会报错 Can't instantiate abstract class SubclassImpl with abstract methods func_b
obj2.func_a("It's right!")
结果如下:
subclass of BaseClass: SubclassImpl
subclass do not contains RegisteredImpl
-----------------------------------------------
RegisteredImpl is subclass: True
RegisteredImpl object  is instance: True
SubclassImpl is subclass: True
-----------------------------------------------
Method in third-party class, RegisteredImpl new object OK!
-----------------------------------------------
Traceback (most recent call last):
File "/Users/wangqi/Git/Python/scrapy_crawler_learn/test/ABCTest.py", line 51, in <module>
obj2 = SubclassImpl()  #由于没有实例化所有的方法,所以这里会报错 Can't instantiate abstract class SubclassImpl with abstract methods func_b
TypeError: Can't instantiate abstract class SubclassImpl with abstract methods func_b

1. #我们去检查某个类是否有某种方法
class Company(object):
    def __init__(self, employee_list):
        self.employee = employee_list


    def __len__(self):
        return len(self.employee)




com = Company(["bobby1","bobby2"])
print(hasattr(com, "__len__"))




class A:
    pass


class B:
    pass


2.  #我们在某些情况之下希望判定某个对象的类型
from collections.abc import Sized
isinstance(com, Sized)


b = B()
print(isinstance(b, A))
# print(len(com))

3. 
#我们需要强制某个子类必须实现某些方法
#实现了一个web框架,集成cache(redis, cache, memorychache)
#需要设计一个抽象基类, 指定子类必须实现某些方法


#如何去模拟一个抽象基类


import abc
from collections.abc import *




class CacheBase(metaclass=abc.ABCMeta):
    @abc.abstractmethod
    def get(self, key):
        pass


    @abc.abstractmethod
    def set(self, key, value):
        pass
# class CacheBase():
#     def get(self, key):
#         raise NotImplementedError
#     def set(self, key, value):
#         raise NotImplementedError
#
class RedisCache(CacheBase):
    def set(self, key, value):
        pass


# redis_cache = RedisCache()
# redis_cache.set("key", "value")




http://www.ppmy.cn/news/880109.html

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