abc — Classes Base Abstratas

Código-fonte: Lib/abc.py


Este módulo fornece a infraestrutura para definir classes base abstratas (CBAs. Sigla em inglês ABC, de abstract base class) em Python, como delineado em PEP 3119; veja o PEP para entender o porquê isto foi adicionado ao Python. (Veja também PEP 3141 e o módulo numbers sobre uma hierarquia de tipo para números baseado nas CBAs.)

O módulo collections tem algumas classes concretas que derivam de CBAs; essas podem, evidentemente, ser ainda mais derivadas. Além disso, o submódulo collections.abc tem algumas CBAs que podem ser usadas para testar se uma classe ou instância oferece uma interface particular, por exemplo, se é hasheável ou se é um mapeamento.

Este módulo fornece a metaclasse ABCMeta para definir CBAs e uma classe auxiliar ABC para alternativamente definir CBAs através de herança:

class abc.ABC

Uma classe auxiliar que tem ABCMeta como sua metaclasse. Com essa classe, uma classe base abstrata pode ser criada simplesmente derivando da ABC evitando às vezes confundir o uso da metaclasse, por exemplo:

from abc import ABC

class MyABC(ABC):
    pass

Note que o tipo da classe ABC ainda é ABCMeta, portanto herdar da ABC requer as precauções usuais a respeito do uso da metaclasse, pois herança múltipla pode levar a conflitos de metaclasse. Pode-se também definir uma classe base abstrata ao passar a palavra reservada metaclasse e usar ABCMeta diretamente, por exemplo:

from abc import ABCMeta

class MyABC(metaclass=ABCMeta):
    pass

Novo na versão 3.4.

class abc.ABCMeta

Metaclasse para definir Classe Base Abstrata (CBAs).

Use esta metaclasse para criar uma CBA. Uma CBA pode ser diretamente subclasseada, e então agir como uma classe misturada. Você também pode registrar classes concretas não relacionadas (até mesmo classes embutidas) e CBAs não relacionadas como “subclasses virtuais” – estas e suas descendentes serão consideradas subclasses da CBA de registro pela função embutida issubclass(), mas a CBA de registro não irá aparecer na ORM (Ordem de Resolução do Método) e nem as implementações do método definidas pela CBA de registro será chamável (nem mesmo via super()). 1

Classes criadas com a metaclasse de ABCMeta tem o seguinte método:

register(subclass)

Registrar subclasse como uma “subclasse virtual” desta CBA. Por exemplo:

from abc import ABC

class MyABC(ABC):
    pass

MyABC.register(tuple)

assert issubclass(tuple, MyABC)
assert isinstance((), MyABC)

Alterado na versão 3.3: Retorna a subclasse registrada, para permitir o uso como um decorador de classe.

Alterado na versão 3.4: Para detectar chamadas para register(), você pode usar a função get_cache_token().

Você também pode sobrepor este método em uma classe base abstrata:

__subclasshook__(subclass)

(Deve obrigatoriamente ser definido como um método de classe.)

Cheque se a subclasse é considerada uma subclasse desta CBA. Isto significa que você pode customizar ainda mais o comportamento da issubclass sem a necessidade de chamar register() em toda classe que você queira considerar uma subclasse da CBA. (Este método de classe é chamado do método da CBA __subclasscheck__() .)

Este método deve retornar True, False ou NotImplemented. Se retornar True, a subclasse é considerada uma subclasse desta CBA. Se retornar False, a subclasse não é considerada uma subclasse desta CBA, mesmo que normalmente seria uma. Se retornar NotImplemented, a verificação da subclasse é continuada com o mecanismo usual.

Para uma demonstração destes conceitos, veja este exemplo de definição CBA:

class Foo:
    def __getitem__(self, index):
        ...
    def __len__(self):
        ...
    def get_iterator(self):
        return iter(self)

class MyIterable(ABC):

    @abstractmethod
    def __iter__(self):
        while False:
            yield None

    def get_iterator(self):
        return self.__iter__()

    @classmethod
    def __subclasshook__(cls, C):
        if cls is MyIterable:
            if any("__iter__" in B.__dict__ for B in C.__mro__):
                return True
        return NotImplemented

MyIterable.register(Foo)

A Mylterable da CBA define o método iterável padrão, __iter__(), como um método abstrato. A implementação dada aqui pode ainda ser chamada da subclasse. O método get_iterator() é também parte da classe base abstrata MyIterable , mas não precisa ser substituído nas classes derivadas não abstratas.

O método de classe __subclasshook__() definido aqui diz que qualquer classe que tenha um método __iter__() em seu __dict__ (ou no de uma de suas classes base, acessados via lista __mro__) é considerada uma MyIterable também.

Finalmente, a última linha faz de Foo uma subclasse virtual da MyIterable, apesar de não definir um método __iter__() (ela usa o protocolo iterável antigo, definido em termos de __len__() e __getitem__()). Note que isto não fará o get_iterator disponível como um método de Foo, então ele é fornecido separadamente.

O módulo abc também fornece o seguinte decorador:

@abc.abstractmethod

Um decorador indicando métodos abstratos.

Usar este decorador requer que a metaclasse da classe seja ABCMeta ou seja derivada desta. Uma classe que tem uma metaclasse derivada de ABCMeta não pode ser instanciada, a menos que todos os seus métodos abstratos e propriedades estejam substituídos. Os métodos abstratos podem ser chamados usando qualquer um dos mecanismos normais de ‘super’ chamadas. abstractmethod() pode ser usado para declarar métodos abstratos para propriedades e descritores.

Adicionar dinamicamente métodos abstratos a uma classe, ou tentar modificar o status de abstração de um método ou classe uma vez que estejam criados, só é suportado usando a função update_abstractmethods(). A abstractmethod() afeta apenas subclasses derivadas usando herança regular; “subclasses virtuais” registradas com o método da CBA register() não são afetadas.

Quando abstractmethod() é aplicado em combinação com outros descritores de método, ele deve ser aplicado como o decorador mais interno, como mostrado nos seguintes exemplos de uso:

class C(ABC):
    @abstractmethod
    def my_abstract_method(self, ...):
        ...
    @classmethod
    @abstractmethod
    def my_abstract_classmethod(cls, ...):
        ...
    @staticmethod
    @abstractmethod
    def my_abstract_staticmethod(...):
        ...

    @property
    @abstractmethod
    def my_abstract_property(self):
        ...
    @my_abstract_property.setter
    @abstractmethod
    def my_abstract_property(self, val):
        ...

    @abstractmethod
    def _get_x(self):
        ...
    @abstractmethod
    def _set_x(self, val):
        ...
    x = property(_get_x, _set_x)

Para que interopere corretamente com o maquinário da classe base abstrata, o descritor precisa identificar-se como abstrato usando __isabstractmethod__. No geral, este atributo deve ser True se algum dos métodos usados para compor o descritor for abstrato. Por exemplo, a property embutida do Python faz o equivalente a:

class Descriptor:
    ...
    @property
    def __isabstractmethod__(self):
        return any(getattr(f, '__isabstractmethod__', False) for
                   f in (self._fget, self._fset, self._fdel))

Nota

Diferente de métodos abstratos Java, esses métodos abstratos podem ter uma implementação. Esta implementação pode ser chamada via mecanismo da super() da classe que a substitui. Isto pode ser útil como um ponto final para uma super chamada em um framework que usa herança múltipla cooperativa.

O módulo abc também suporta os seguintes decoradores herdados:

@abc.abstractclassmethod

Novo na versão 3.2.

Obsoleto desde a versão 3.3: Agora é possível usar classmethod com abstractmethod(), tornando redundante este decorador.

Uma subclasse da classmethod() embutida, indicando um método de classe abstrato. Caso contrário, é similar à abstractmethod().

Este caso especial está descontinuado, pois o decorador da classmethod() está agora corretamente identificado como abstrato quando aplicado a um método abstrato:

class C(ABC):
    @classmethod
    @abstractmethod
    def my_abstract_classmethod(cls, ...):
        ...
@abc.abstractstaticmethod

Novo na versão 3.2.

Obsoleto desde a versão 3.3: Agora é possível usar staticmethod com abstractmethod(), tornando redundante este decorador.

Uma subclasse da staticmethod() embutida, indicando um método estático abstrato. Caso contrário, ela é similar à abstractmethod().

Este caso especial está descontinuado, pois o decorador da staticmethod() está agora corretamente identificado como abstrato quando aplicado a um método abstrato:

class C(ABC):
    @staticmethod
    @abstractmethod
    def my_abstract_staticmethod(...):
        ...
@abc.abstractproperty

Obsoleto desde a versão 3.3: Agora é possível usar property, property.getter(), property.setter() e property.deleter() com abstractmethod(), tornando redundante este decorador.

Uma subclasse da property() embutida, indicando uma propriedade abstrata.

Este caso especial está descontinuado, pois o decorador da property() está agora corretamente identificado como abstrato quando aplicado a um método abstrato:

class C(ABC):
    @property
    @abstractmethod
    def my_abstract_property(self):
        ...

O exemplo acima define uma propriedade somente leitura; você também pode definir uma propriedade abstrata de leitura e escrita marcando apropriadamente um ou mais dos métodos subjacentes como abstratos:

class C(ABC):
    @property
    def x(self):
        ...

    @x.setter
    @abstractmethod
    def x(self, val):
        ...

Se apenas alguns componentes são abstratos, apenas estes componentes precisam ser atualizados para criar uma propriedade concreta em uma subclasse:

class D(C):
    @C.x.setter
    def x(self, val):
        ...

O módulo abc também fornece as seguintes funções:

abc.get_cache_token()

Retorna o token de cache da classe base abstrata atual.

O token é um objeto opaco (que suporta teste de igualdade) identificando a versão atual do cache da classe base abstrata para subclasses virtuais. O token muda a cada chamada ao ABCMeta.register() em qualquer CBA.

Novo na versão 3.4.

abc.update_abstractmethods(cls)

Uma função para recalcular o status de abstração de uma classe abstrata. Esta função deve ser chamada se os métodos abstratos de uma classe foram implementados ou alterados após sua criação. Normalmente, essa função deve ser chamada de dentro de um decorador de classe.

Retorna cls, para permitir o uso como decorador de classe.

Se cls não for uma instância de ABCMeta, não faz nada.

Nota

Esta função presume que as superclasses de cls já estão atualizadas. Ele não atualiza nenhuma subclasse.

Novo na versão 3.10.

Notas de rodapé

1

Programadores C++ devem notar que o conceito da classe base virtual do Python não é o mesmo que o de C++.