python内置模块abc，抽象基类

一、简介

abc 模块（Abstract Base Classes）是 Python 标准库中的一个模块，主要用于创建和使用抽象基类。
抽象基类是一种特殊的类，用于定义接口和共享功能，但不能直接实例化。它们用于建立类的继承关系，并强制子类实现特定的方法或属性。抽象基类提供了一种约束机制，可以确保子类具有特定的接口和行为。
abc 模块提供了以下主要功能：
定义抽象基类：通过继承 ABC 类来定义抽象基类。抽象基类可以包含抽象方法、具体方法和属性。
标记抽象方法：使用 abstractmethod 装饰器来标记方法为抽象方法。抽象方法在抽象基类中没有实现，而是由子类来实现。
检查子类的接口：使用 isinstance() 函数或 issubclass() 函数可以检查对象或类是否符合抽象基类的接口。
创建可选的接口：抽象基类可以定义一组可选的方法，子类可以选择性地实现这些方法。
抽象基类的主要用途是定义类的接口规范和约束。它们可以帮助开发者遵循一致的设计模式和接口风格，提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。通过使用抽象基类，可以在设计阶段就明确规定子类应该实现的方法和属性，从而减少错误和提高代码的可靠性。
除了上述功能，abc 模块还提供了其他一些辅助函数和类，例如 register() 函数用于注册虚拟子类，ABCMeta 元类用于创建自定义的抽象基类等。
总之，abc 模块为 Python 开发者提供了创建和使用抽象基类的工具，促进了代码的结构化和可维护性。它是面向对象编程中的重要工具之一，特别适用于定义接口和实现多态性。

二、使用

from abc import ABC, abstractmethodclass MyAbstractClass(ABC):@abstractmethoddef my_abstract_method(self):passclass MyConcreteClass(MyAbstractClass):def my_abstract_method(self):print("Implemented abstract method")# 无法实例化抽象基类
# my_abstract = MyAbstractClass()  # 报错# 可以实例化子类
my_concrete = MyConcreteClass()
my_concrete.my_abstract_method()  # 输出: Implemented abstract method

三、基类

abc.ABC：ABC 是一个辅助基类，用于定义抽象基类。

使用方法：将 ABC 作为抽象基类的父类，通过继承它来创建抽象基类。
作用：ABC 类提供了一个基类，用于创建抽象基类的继承关系。

import abcclass Shape(abc.ABC):@abc.abstractmethoddef area(self):pass@abc.abstractmethoddef perimeter(self):passclass Rectangle(Shape):def __init__(self, length, width):self.length = lengthself.width = widthdef area(self):return self.length * self.widthdef perimeter(self):return 2 * (self.length + self.width)class Circle(Shape):def __init__(self, radius):self.radius = radiusdef area(self):return 3.14 * self.radius * self.radiusdef perimeter(self):return 2 * 3.14 * self.radiusrectangle = Rectangle(5, 3)
print(rectangle.area())  # 输出：15
print(rectangle.perimeter())  # 输出：16circle = Circle(4)
print(circle.area())  # 输出：50.24
print(circle.perimeter())  # 输出：25.12

abc.ABCMeta：ABCMeta 是一个元类，用于创建自定义的抽象基类。

使用方法：将 ABCMeta 作为元类来创建自定义的抽象基类。
作用：ABCMeta 元类提供了一些额外的功能，允许自定义抽象基类的行为，例如自定义实例化过程、属性访问等。

import abcclass Plugin(metaclass=abc.ABCMeta):@abc.abstractmethoddef load(self):pass@abc.abstractmethoddef run(self):passclass MyPlugin(Plugin):def load(self):print("Loading plugin...")def run(self):print("Running plugin...")plugin = MyPlugin()
plugin.load()  # 输出：Loading plugin...
plugin.run()  # 输出：Running plugin...