python面向对象之抽象类

一、 什么是python的抽象类

Python中的抽象类是具有以下特征的class:

1. 它不是用来初始化/实例化的。
2. 相反，它是用于充当其它类的父类。
3. 它必须继承基抽象类 abc.ABC。
4. 它必须包含至少一个抽象方法。

Python中的抽象类，类似于C++中的纯虚类。或者Java中的interface概念。

我们来看下面的例子:

import abc

class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):
    @abc.abstractmethod
    def speak(self):
        pass

Animal:
class Animal 就是一个抽象类，继承自 metaclass=abc.ABCMeta（抽象类的基类）。

speak():
speak() 是一个抽象方法，它上面的类装饰器 @abc.abstractmethod 就是用来设置它为一个抽象方法。

抽象类的书写步骤：

1、创建一个父类
2、必须导入 import abc
3、父类必须继承一个属性 class Parent(metaclass=abc.ABCMeta):
4、在想要子类中必须实现的方法上面加一个 装饰器 ： @abc.abstractmethod
5、子类继承父类，子类必须重写父类中被添加 了 @abc.abstractmethod 的方法

二、 如何使用抽象类

2.1 不能直接从抽象类中生成一个实例

animal = Animal()  # this will give us an error

上面的语句会报错，因为直接实例化一个抽象类了。

2.2 可以从抽象类中派生出来具体的类来使用

举例：

import abc

class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):
    @abc.abstractmethod
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print('woof')

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print('bird')

注意的是： 所有派生类，都需要实现抽象类中的抽象方法，在这个例子中是 speak().

2.3 抽象类中的非抽象方法

看下面这个例子：

import abc

class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):
    @abc.abstractmethod
    def speak(self):
        pass

    def hello(self):
        print('hello')

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print('woof')


dog = Dog()

dog.speak()    # woof
dog.hello()    # hello

上面这个例子，
speak() 是抽象方法，需要所有派生类都需要去写自己的实现的。
hello() 是普通方法。 派生类可以自己实现，也可以直接访问基类的。

三、抽象类的作用和目的

抽象类的作用，就是为了保证所有的派生类，都实现了它的派生方法，这是通过语法强制保证的。
抽象基类具有以下优点：

1. 处理继承问题方面更加规范、系统
2. 明确调用之间的相互关系
3. 使得继承层次更加清晰
4. 限定子类实现的方法

总的来说，抽象类是大型工程的一种设计方法，通过语法层面，来保证类的接口和实现，保证类的封装。
属于设计模式的一类基础组件。