如何在Python中使类或方法抽象?
我尝试像这样重新定义__new__():
class F:
def __new__(cls):
raise Exception("Unable to create an instance of abstract class %s" %cls)
但是现在，如果我创建一个从F继承的类G，像这样:
class G(F):
pass
然后，我也不能实例化G，因为它调用它的超类的__new__方法。
是否有更好的方法来定义抽象类?
当前回答
使用abc模块创建抽象类。使用abstractmethod装饰器来声明方法抽象，并使用三种方法之一来声明类抽象，具体取决于您的Python版本。
在Python 3.4及以上版本中，可以从ABC继承。在早期版本的Python中，需要将类的元类指定为ABCMeta。指定元类在Python 3和Python 2中有不同的语法。三种可能性如下所示:
# Python 3.4+
from abc import ABC, abstractmethod
class Abstract(ABC):
@abstractmethod
def foo(self):
pass
# Python 3.0+
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Abstract(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def foo(self):
pass
# Python 2
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Abstract:
__metaclass__ = ABCMeta
@abstractmethod
def foo(self):
pass
无论使用哪种方式，都不能实例化具有抽象方法的抽象类，但可以实例化提供这些方法的具体定义的子类:
>>> Abstract()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class Abstract with abstract methods foo
>>> class StillAbstract(Abstract):
... pass
...
>>> StillAbstract()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class StillAbstract with abstract methods foo
>>> class Concrete(Abstract):
... def foo(self):
... print('Hello, World')
...
>>> Concrete()
<__main__.Concrete object at 0x7fc935d28898>
其他回答
这个将在python3中工作
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Abstract(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def foo(self):
pass
Abstract()
>>> TypeError: Can not instantiate abstract class Abstract with abstract methods foo
老式的(pre-PEP 3119)方法是在调用抽象方法时在抽象类中引发NotImplementedError。
class Abstract(object):
def foo(self):
raise NotImplementedError('subclasses must override foo()!')
class Derived(Abstract):
def foo(self):
print 'Hooray!'
>>> d = Derived()
>>> d.foo()
Hooray!
>>> a = Abstract()
>>> a.foo()
Traceback (most recent call last): [...]
它没有像使用abc模块那样好的属性。您仍然可以实例化抽象基类本身，并且直到在运行时调用抽象方法时才会发现错误。
但是如果您处理的是一小组简单类，可能只有几个抽象方法，那么这种方法比费力地查阅abc文档要容易一些。
你也可以利用__new__方法。你只是忘记了一些东西。 __new__方法总是返回new对象，所以你必须返回它的超类的new方法。请按照以下步骤操作。
class F:
def __new__(cls):
if cls is F:
raise TypeError("Cannot create an instance of abstract class '{}'".format(cls.__name__))
return super().__new__(cls)
在使用新方法时，必须返回对象，而不是None关键字。这就是你错过的。
只是对@TimGilbert老派回答的一个快速补充…你可以让你的抽象基类的init()方法抛出一个异常，这将阻止它被实例化，不是吗?
>>> class Abstract(object):
... def __init__(self):
... raise NotImplementedError("You can't instantiate this class!")
...
>>> a = Abstract()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 3, in __init__
NotImplementedError: You can't instantiate this class!
你可以通过扩展ABC(抽象基类)来创建一个抽象类，并且可以在抽象类中使用@abstractmethod创建抽象方法，如下所示:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def sound(self):
pass
并且，要使用抽象类，它应该由子类扩展，并且子类应该覆盖抽象类的抽象方法，如下所示:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def sound(self):
pass
class Cat(Animal): # Extends "Animal" abstract class
def sound(self): # Overrides "sound()" abstract method
print("Meow!!")
obj = Cat()
obj.sound()
输出:
Meow!!
并且，抽象方法可以有code而不是pass，并且可以由子类调用，如下所示:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def sound(self):
print("Wow!!") # Here
class Cat(Animal):
def sound(self):
super().sound() # Here
obj = Cat()
obj.sound()
输出:
Wow!!
而且，抽象类可以有变量和非抽象方法，可以由子类调用，非抽象方法不需要被子类覆盖，如下所示:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def sound(self):
pass
def __init__(self): # Here
self.name = "John" # Here
x = "Hello" # Here
def test1(self): # Here
print("Test1")
@classmethod # Here
def test2(cls):
print("Test2")
@staticmethod # Here
def test3():
print("Test3")
class Cat(Animal):
def sound(self):
print(self.name) # Here
print(super().x) # Here
super().test1() # Here
super().test2() # Here
super().test3() # Here
obj = Cat()
obj.sound()
输出:
John
Hello
Test1
Test2
Test3
并且，您可以在抽象类中定义抽象类和静态方法以及抽象getter、setter和delete，如下所示。*@abstractmethod必须是最内部的装饰器，否则会发生错误，你可以看到我的回答，解释了更多关于抽象的getter, setter和delete:
from abc import ABC, abstractmethod
class Person(ABC):
@classmethod
@abstractmethod # The innermost decorator
def test1(cls):
pass
@staticmethod
@abstractmethod # The innermost decorator
def test2():
pass
@property
@abstractmethod # The innermost decorator
def name(self):
pass
@name.setter
@abstractmethod # The innermost decorator
def name(self, name):
pass
@name.deleter
@abstractmethod # The innermost decorator
def name(self):
pass
然后，你需要在子类中重写它们，如下所示:
class Student(Person):
def __init__(self, name):
self._name = name
@classmethod
def test1(cls): # Overrides abstract class method
print("Test1")
@staticmethod
def test2(): # Overrides abstract static method
print("Test2")
@property
def name(self): # Overrides abstract getter
return self._name
@name.setter
def name(self, name): # Overrides abstract setter
self._name = name
@name.deleter
def name(self): # Overrides abstract deleter
del self._name
然后，你可以实例化子类并调用它们，如下所示:
obj = Student("John") # Instantiates "Student" class
obj.test1() # Class method
obj.test2() # Static method
print(obj.name) # Getter
obj.name = "Tom" # Setter
print(obj.name) # Getter
del obj.name # Deleter
print(hasattr(obj, "name"))
输出:
Test1
Test2
John
Tom
False
并且，如果你尝试实例化一个抽象类，如下所示:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def sound(self):
pass
obj = Animal()
出现以下错误:
不能实例化抽象类Animal与抽象方法sound
并且，如果你没有在子类中重写抽象类的抽象方法，并且你实例化了子类，如下所示:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def sound(self):
pass
class Cat(Animal):
pass # Doesn't override "sound()" abstract method
obj = Cat() # Here
出现以下错误:
不能用抽象方法实例化抽象类Cat
并且，如果你在非抽象类中定义了一个抽象方法，它没有扩展ABC，那么抽象方法是一个正常的实例方法，所以即使非抽象类被实例化，即使子类没有覆盖非抽象类的抽象方法，也不会出现错误，如下所示:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal: # Doesn't extend "ABC"
@abstractmethod # Here
def sound(self):
print("Wow!!")
class Cat(Animal):
pass # Doesn't override "sound()" abstract method
obj1 = Animal() # Here
obj1.sound()
obj2 = Cat() # Here
obj2.sound()
输出:
Wow!!
Wow!!
另外，你可以替换Cat类扩展下面的Animal class:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def sound(self):
pass
# ↓↓↓ Here ↓↓↓
class Cat(Animal):
def sound(self):
print("Meow!!")
# ↑↑↑ Here ↑↑↑
print(issubclass(Cat, Animal))
下面是register()代码:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def sound(self):
pass
# ↓↓↓ Here ↓↓↓
class Cat:
def sound(self):
print("Meow!!")
Animal.register(Cat)
# ↑↑↑ Here ↑↑↑
print(issubclass(Cat, Animal))
然后，上面的两个代码输出下面相同的结果，显示Cat class是Animal class的子类:
True
