29.7. "abc" --- 抽象基类
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**源代码：** Lib/abc.py

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该模块提供了在 Python 中定义 *抽象基类* (ABC) 的组件，在 **PEP 3119**
中已有概述。查看 PEP 文档了解为什么需要在 Python 中增加这个模块。（也
可查看 **PEP 3141** 以及 "numbers" 模块了解基于 ABC 的数字类型继承关系
。）

"collections" 模块中有一些派生自 ABC 的具体类；当然这些类还可以进一步
被派生。此外，"collections.abc" 子模块中有一些 ABC 可被用于测试一个类
或实例是否提供特定的接口，例如它是否可哈希或它是否为映射等。

该模块提供了一个元类 "ABCMeta"，可以用来定义抽象类，另外还提供一个工具
类 "ABC"，可以用它以继承的方式定义抽象基类。

class abc.ABC

   一个使用 "ABCMeta" 作为元类的工具类。抽象基类可以通过从 "ABC" 派生
   来简单地创建，这就避免了在某些情况下会令人混淆的元类用法，例如：

      from abc import ABC

      class MyABC(ABC):
          pass

   注意 "ABC" 的类型仍然是 "ABCMeta"，因此继承 "ABC" 仍然需要关注元类
   使用中的注意事项，比如可能会导致元类冲突的多重继承。当然你也可以直
   接使用 "ABCMeta" 作为元类来定义抽象基类，例如：

      from abc import ABCMeta

      class MyABC(metaclass=ABCMeta):
          pass

   3.4 版新加入.

class abc.ABCMeta

   用于定义抽象基类（ABC）的元类。

   使用该元类以创建抽象基类。抽象基类可以像 mix-in 类一样直接被子类继
   承。你也可以将不相关的具体类（包括内建类）和抽象基类注册为“抽象子类
   ” —— 这些类以及它们的子类会被内建函数 "issubclass()" 识别为对应的抽
   象基类的子类，但是该抽象基类不会出现在其 MRO（Method Resolution
   Order，方法解析顺序）中，抽象基类中实现的方法也不可调用（即使通过
   "super()" 调用也不行）。[1]

   使用 "ABCMeta" 作为元类创建的类含有如下方法：

   register(subclass)

      将“子类”注册为该抽象基类的“抽象子类”，例如：

         from abc import ABC

         class MyABC(ABC):
             pass

         MyABC.register(tuple)

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

      3.3 版更變: 返回注册的子类，使其能够作为类装饰器。

      3.4 版更變: 你可以使用 "get_cache_token()" 函数来检测对
      "register()" 的调用。

   你也可以在虚基类中重载这个方法。

   __subclasshook__(subclass)

      （必须定义为类方法。）

      检查 *subclass* 是否是该抽象基类的子类。也就是说对于那些你希望定
      义为该抽象基类的子类的类，你不用对每个类都调用 "register()" 方法
      了，而是可以直接自定义 "issubclass" 的行为。（这个类方法是在抽象
      基类的 "__subclasscheck__()" 方法中调用的。）

      该方法必须返回 "True", "False" 或是 "NotImplemented"。如果返回
      "True"，*subclass* 就会被认为是这个抽象基类的子类。如果返回
      "False"，无论正常情况是否应该认为是其子类，统一视为不是。如果返
      回 "NotImplemented"，子类检查会按照正常机制继续执行。

   为了对这些概念做一演示，请看以下定义 ABC 的示例：

      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)

   ABC "MyIterable" 定义了标准的迭代方法 "__iter__()" 作为一个抽象方法
   。这里给出的实现仍可在子类中被调用。"get_iterator()" 方法也是
   "MyIterable" 抽象基类的一部分，但它并非必须被非抽象派生类所重载。

   这里定义的 "__subclasshook__()" 类方法指明了任何在其 "__dict__" (或
   在其通过 "__mro__" 列表访问的基类) 中具有 "__iter__()" 方法的类也都
   会被视为 "MyIterable"。

   最后，末尾行使得 "Foo" 成为 "MyIterable" 的一个虚子类，即使它没有定
   义 "__iter__()" 方法（它使用了以 "__len__()" 和 "__getitem__()" 术
   语定义的旧式可迭代对象协议）。 请注意这将不会使 "get_iterator" 成为
   "Foo" 的一个可用方法，它是被另外提供的。

此外，"abc" 模块还提供了这些装饰器：

@abc.abstractmethod

   用于声明抽象方法的装饰器。

   使用此装饰器要求类的元类是 "ABCMeta" 或是从该类派生。一个具有派生自
   "ABCMeta" 的元类的类不可以被实例化，除非它全部的抽象方法和特征属性
   均已被重载。抽象方法可通过任何普通的“super”调用机制来调用。
   "abstractmethod()" 可被用于声明特性属性和描述器的抽象方法。

   不支持动态添加抽象方法到一个类，或试图在方法或类被创建后修改其抽象
   状态等操作。 "abstractmethod()" 只会影响使用常规继承所派生的子类；
   通过 ABC 的 "register()" 方法注册的“虚子类”不会受到影响。

   当 "abstractmethod()" 与其他方法描述符配合应用时，它应当被应用为最
   内层的装饰器，如以下用法示例所示:

      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)

   为了能正确地与抽象基类机制实现互操作，描述符必须使用
   "__isabstractmethod__" 将自身标识为抽象的。 通常，如果被用于组成描
   述符的任何方法都是抽象的则此属性应当为 "True"。 例如，Python 的内置
   "property" 所做的就等价于:

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

   備註:

     不同于 Java 抽象方法，这些抽象方法可能具有一个实现。 这个实现可在
     重载它的类上通过 "super()" 机制来调用。 这在使用协作多重继承的框
     架中可以被用作超调用的一个端点。

"abc" 模块还支持下列旧式装饰器:

@abc.abstractclassmethod

   3.2 版新加入.

   3.3 版後已棄用: 现在可以让 "classmethod" 配合 "abstractmethod()" 使
   用，使得此装饰器变得冗余。

   内置 "classmethod()" 的子类，指明一个抽象类方法。 在其他情况下它都
   类似于 "abstractmethod()"。

   这个特殊情况已被弃用，因为现在 "classmethod()" 当将装饰器应用于抽象
   方法时它会被正确地标识为抽象的:

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

@abc.abstractstaticmethod

   3.2 版新加入.

   3.3 版後已棄用: 现在可以让 "staticmethod" 配合 "abstractmethod()"
   使用，使得此装饰器变得冗余。

   内置 "staticmethod()" 的子类，指明一个抽象静态方法。 在其他方面它都
   类似于 "abstractmethod()"。

   这个特殊情况已被弃用，因为现在当 "staticmethod()" 装饰器应用于抽象
   方法时它会被正确地标识为抽象的:

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

@abc.abstractproperty

   3.3 版後已棄用: 现在可以让 "property", "property.getter()",
   "property.setter()" 和 "property.deleter()" 配合 "abstractmethod()"
   使用，使得此装饰器变得冗余。

   内置 "property()" 的子类，指明一个抽象特性属性。

   这个特例已被弃用，因为现在当 "property()" 装饰器应用于抽象方法时它
   会被正确地标识为抽象的:

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

   上面的例子定义了一个只读特征属性；你也可以通过适当地将一个或多个下
   层方法标记为抽象的来定义可读写的抽象特征属性:

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

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

   如果只有某些组件是抽象的，则只需更新那些组件即可在子类中创建具体的
   特征属性:

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

"abc" 模块还提供了这些函数：

abc.get_cache_token()

   返回当前抽象基类的缓存令牌

   此令牌是一个不透明对象（支持相等性测试），用于为虚子类标识抽象基类
   缓存的当前版本。 此令牌会在任何 ABC 上每次调用 "ABCMeta.register()"
   时发生更改。

   3.4 版新加入.

-[ 註解 ]-

[1] C++ 程序员需要注意：Python 中虚基类的概念和 C++ 中的并不相同。
