"abc" --- 抽象基底類別
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**原始碼：**Lib/abc.py

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如同在 **PEP 3119** 中所述，該模組提供了在 Python 中定義*抽象基底類別*
(ABC) 的基礎元件；若想瞭解為什麼需要在 Python 中增加這個模組，請見 PEP
文件。（也請見 **PEP 3141** 以及 "numbers" 模組以瞭解基於 ABC 的數字型
別階層關係。）

"collections" 模組中有一些衍生自 ABC 的具體類別；當然這些類別還可以進
一步衍生出其他類別。此外，"collections.abc" 子模組中有一些 ABC 可被用
於測試一個類別或實例是否提供特定介面，例如它是否*可雜湊 (hashable)* 或
它是否為*對映*。

該模組提供了一個用來定義 ABC 的元類別 (metaclass) "ABCMeta" 和另一個以
繼承的方式定義 ABC 的工具類別 "ABC"：

class abc.ABC

   一個使用 "ABCMeta" 作為元類別的工具類別。抽象基底類別可以透過自
   "ABC" 衍生而建立，這就避免了在某些情況下會令人混淆的元類別用法，用
   法如以下範例：

      from abc import ABC

      class MyABC(ABC):
          pass

   注意 "ABC" 的型別仍然是 "ABCMeta"，因此繼承 "ABC" 仍然需要關注使用
   元類別的注意事項，如多重繼承可能會導致元類別衝突。當然你也可以傳入
   元類別關鍵字並直接使用 "ABCMeta" 來定義一個抽象基底類別，例如：

      from abc import ABCMeta

      class MyABC(metaclass=ABCMeta):
          pass

   在 3.4 版被加入.

class abc.ABCMeta

   用於定義抽象基底類別（ABC）的元類別。

   使用該元類別以建立一個 ABC。一個 ABC 可以像 mix-in 類別一樣直接被子
   類別繼承。你也可以將不相關的具體類別（甚至是內建類別）和 ABC 註冊為
   「虛擬子類別 (virtual subclass)」 —— 這些類別以及它們的子類別會被內
   建函式 "issubclass()" 識別為已註冊 ABC 的子類別，但是該 ABC 不會出
   現在其 MRO（Method Resolution Order，方法解析順序）中，由該 ABC 所
   定義的方法實作也不可呼叫（即使透過 "super()" 呼叫也不行）。[1]

   使用 "ABCMeta" 作為元類別建立的類別含有以下的方法：

   register(subclass)

      將*子類別*註冊為該 ABC 的「抽象子類別」，例如：

         from abc import ABC

         class MyABC(ABC):
             pass

         MyABC.register(tuple)

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

      在 3.3 版的變更: 回傳已註冊的子類別，使其能夠作為類別裝飾器。

      在 3.4 版的變更: 你可以使用 "get_cache_token()" 函式來檢測對
      "register()" 的呼叫。

   你也可以覆寫 (override) 虛擬基底類別中的這個方法：

   __subclasshook__(subclass)

      （必須定義為類別方法。）

      檢查 *subclass* 是否該被認為是該 ABC 的子類別，也就是說你可以直
      接自訂 "issubclass()" 的行為，而不用對於那些你希望定義為該 ABC
      的子類別的類別都個別呼叫 "register()" 方法。（這個類別方法是在
      ABC 的 "__subclasscheck__()" 方法中呼叫。）

      此方法必須回傳 "True"、"False" 或是 "NotImplemented"。如果回傳
      "True"，*subclass* 就會被認為是這個 ABC 的子類別。如果回傳
      "False"，*subclass* 就會被判定並非該 ABC 的子類別，即便正常情況
      應如此。如果回傳 "NotImplemented"，子類別檢查會按照正常機制繼續
      執行。

   為了對這些概念做一演示，請見以下定義 ABC 的範例：

      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" 定義了作為抽象方法的一個標準疊代方法 "__iter__()"
   。這裡給定的實作仍可在子類別中被呼叫。"get_iterator()" 方法也是
   "MyIterable" 抽象基底類別的一部分，但它不必被非抽象衍生類別覆寫。

   這裡定義的 "__subclasshook__()" 類別方法說明任何在其 "__dict__" (或
   在其透過 "__mro__" 列表存取的基底類別) 中具有 "__iter__()" 方法的類
   別也都會被視為 "MyIterable"。

   最後，即使 "Foo" 沒有定義 "__iter__()" 方法（它使用了以 "__len__()"
   和 "__getitem__()" 所定義的舊式可疊代物件協定），最末一行使其成為
   "MyIterable" 的一個虛擬子類別。請注意這不會使 "get_iterator" 成為
   "Foo" 的一個可用方法，所以它是需要被另外提供的。

"abc" 模組也提供了這些裝飾器：

@abc.abstractmethod

   用於表示抽象方法的裝飾器。

   類別的元類別是 "ABCMeta" 或是從該類別衍生才能使用此裝飾器。一個具有
   衍生自 "ABCMeta" 之元類別的類別不可以被實例化，除非它全部的抽象方法
   和特性均已被覆寫。抽象方法可透過任何一般的 'super' 呼叫機制來呼叫。
   "abstractmethod()" 可被用於為特性和描述器宣告的抽象方法。

   僅在使用 "update_abstractmethods()" 函式時，才能夠動態地為一個類別
   新增抽象方法，或者嘗試在方法或類別被建立後修改其抽象狀態。
   "abstractmethod()" 只會影響使用常規繼承所衍生出的子類別；透過 ABC
   的 "register()" 方法註冊的「虛擬子類別」不會受到影響。

   當 "abstractmethod()" 與其他方法描述器 (method descriptor) 配合應用
   時，它應被當最內層的裝飾器，如以下用法範例所示：

      class C(ABC):
          @abstractmethod
          def my_abstract_method(self, arg1):
              ...
          @classmethod
          @abstractmethod
          def my_abstract_classmethod(cls, arg2):
              ...
          @staticmethod
          @abstractmethod
          def my_abstract_staticmethod(arg3):
              ...

          @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)

   為了能正確地與 ABC 機制實作相互操作，描述器必須使用
   "__isabstractmethod__" 將自身標識為抽象的。一般來說，如果被用於組成
   描述器的任一方法是抽象的，則此屬性應當為 "True"。 例如，Python 的內
   建 "property" 所做的就等價於：

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

   備註:

     不同於 Java 抽象方法，這些抽象方法可能具有一個實作。這個實作可在
     覆寫它的類別上透過 "super()" 機制來呼叫。這在使用協作多重繼承
     (cooperative multiple-inheritance) 的框架中，可以被用作 super 呼
     叫的一個端點 (end-point)。

"abc" 模組還支援下列舊式裝飾器：

@abc.abstractclassmethod

   在 3.2 版被加入.

   在 3.3 版之後被棄用: 現在可以讓 "classmethod" 配合
   "abstractmethod()" 使用，使得此裝飾器變得冗餘。

   內建 "classmethod()" 的子類別，表示為一個抽象類別方法。在其他方面它
   都類似於 "abstractmethod()"。

   這個特例已被棄用，因為現在當 "classmethod()" 裝飾器應用於抽象方法時
   已會被正確地標識為是抽象的：

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

@abc.abstractstaticmethod

   在 3.2 版被加入.

   在 3.3 版之後被棄用: 現在可以讓 "staticmethod" 配合
   "abstractmethod()" 使用，使得此裝飾器變得冗餘。

   內建 "staticmethod()" 的子類別，表示為一個抽象靜態方法。在其他方面
   它都類似於 "abstractmethod()"。

   這個特例已被棄用，因為現在當 "staticmethod()" 裝飾器應用於抽象方法
   時已會被正確地標識為是抽象的：

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

@abc.abstractproperty

   在 3.3 版之後被棄用: 現在可以讓 "property"、"property.getter()"、
   "property.setter()" 和 "property.deleter()" 配合 "abstractmethod()"
   使用，使得此裝飾器變得冗餘。

   內建 "property()" 的子類別，表示為一個抽象特性。

   這個特例已被棄用，因為現在當 "property()" 裝飾器應用於抽象方法時已
   會被正確地標識為是抽象的：

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

   上面的例子定義了一個唯讀特性；你也可以透過適當地將一個或多個底層方
   法標記為抽象的來定義可讀寫的抽象特性：

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

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

   如果只有某些元件是抽象的，則只需更新那些元件即可在子類別中建立具體
   的特性：

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

"abc" 模組也提供了這些函式：

abc.get_cache_token()

   回傳目前 ABC 快取令牌 (cache token)。

   此令牌是一個（支援相等性測試的）不透明物件 (opaque object)，用於為
   虛擬子類別標識抽象基底類別快取的目前版本。此令牌會在任何 ABC 上每次
   呼叫 "ABCMeta.register()" 時發生更改。

   在 3.4 版被加入.

abc.update_abstractmethods(cls)

   重新計算一個抽象類別之抽象狀態的函式。如果一個類別的抽象方法在建立
   後被實作或被修改，則應當呼叫此函式。通常此函式應在一個類別裝飾器內
   部被呼叫。

   回傳 *cls*，使其能夠用作為類別的裝飾器。

   如果 *cls* 不是 "ABCMeta" 的實例則不做任何操作。

   備註:

     此函式會假定 *cls* 的超類別 (superclass) 已經被更新。它不會更新任
     何子類別。

   在 3.10 版被加入.

-[ 註腳 ]-

[1] C++ 程式設計師需要注意到 Python 中虛擬基底類別的概念和 C++ 中的並
    不相同。
