python接口与协议

目录

• 接口与协议定义
  • 接口
  • 协议
• 鸭子类型与、白鹅类型、抽象基类
• 标准库中的抽象基类
  • collections.abc模块与abc模块
  • numbers模块
• 猴子补丁

接口与协议定义

接口

• 类实现或继承的公开属性，包括特殊方法，都是类的接口。即可以为外界所知的都是接口。受保护的属性和私有属性不是接口，虽然在python中并没有真正的受保护属性和私有属性。接口有两类，一类是正式的，即抽象基类。一类是非正式的，即协议。

协议

• 协议也是接口，但不是正式的，协议只由文档了约定定义。比如python最基础的协议之一，序列协议。即使对象只实现了该协议中最基础的部分，解释器也会负责人地处理。

鸭子类型与、白鹅类型、抽象基类

• 鸭子类型。忽略对象真正类型，转而关注对象有没有实现所需的方法、签名和语义。对python来说，意味着避免使用instance（type）检查对象类型。

• 白鹅类型。若cls是抽象基类，则可以使用isinstance(obj, cls)来判断对象obj是否是它的子类。但是obj不用继承自cls，可以使用register类方法把obj声明为抽象基类cls的虚拟子类，obj称为被注册的类，需要满足抽象基类对方法名称和签名的要求，满足底层语义契约。开发obj时不用了解抽象基类，更不用继承抽象基类。下边例子将TomboList注册为Tombola的虚拟子类。
  

• 有时让抽象基类识别子类甚至不用注册，只需要实现了特定的方法即可。
  

• python中的抽象基类只要定义在numbers、collections.abc这两个模块中。

• 继承一个抽象基类必须实现其抽象方法，但是不用实现其具体方法。如有没有实现所有的抽象方法，则得到的还是抽象基类。

• 定义抽象方法用装饰器 @abc.abstractmethod

• 不要随便自己定义抽象基类或元类！

标准库中的抽象基类

collections.abc模块与abc模块

• 标准库中有两个名为abc的模块，collections.abc和abc

• collections.abc中定义了16个抽象基类
  

• abc模块中定义了abc.ABC类，每个抽象基类都依赖于这个类，只有在定义新的抽象基类时才需要导入abc模块。

numbers模块

• numbers模块定义的是数字塔，即各个抽象基类的层次结构是线性的，其中Number是位于最顶端的超类，随后是Complex类，最底端是Integral类。
  
• 若要检查一个数是不是整数，使用instance(x, numbers.Integral)，这样可以兼容int、bool、外部库注册的其它类型。
• 若要检查一个数是不是浮点数类型，可以用instance(x, numbers.Real)。可以兼容bool、int、float、fractions.Fraction以及外部库提供了非复数类型，比如numpy中的类型（其做了注册）。

猴子补丁

• 在运行时修改类或模块，而不改动源码的技术，叫猴子补丁。如下例子中使用猴子补丁技术实现了__setitem__方法。