python 抽象类

介绍

抽象是面向对象编程的四大支柱之一，其他三个是封装、继承和多态。抽象允许人们专注于对象的本质方面，而忽略不必要的细节。面向对象编程最重要的特征之一是它对现实生活场景进行建模。面向对象程序的功能与现实世界中发生的事情完全相同，这可以使用抽象的概念非常有效地演示。

代码示例

假设有一个名为Shape的类。Shape 是一种抽象实体。我们不能独立地想象一个形状。形状可以采用不同的形式，如圆形、矩形、三角形、多边形等。因此，在不知道形状所代表的形式的情况下，不可能对形状执行任何确定的操作，如求面积或周长。

我们可以使用ABC元类和ABC模块中的@AbstractMethod修饰器来创建一个名为Shape的抽象基类，如下所示：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Shape(ABC):
    def __init__(self):
        print 'I am a Shape'
    @abstractmethod
    def area(self):
        pass
    @abstractmethod
    def circumference(self):
        pass

请注意，area（）和circumference（）方法是抽象方法。因此，它们在Shape类中没有实现。

现在，如果我们尝试创建Shape类的实例，Python将抛出TypeError异常，如下所示：

s = Shape()

TypeError: Can’t instantiate abstract class Shape with abstract methods area, circumference

这清楚地表明我们不能创建抽象类的实例。但是我们需要从抽象基类派生类，并为抽象方法提供实现。

例如，在我们的示例中，我们可以从Shape类派生类Circle和Rectangle，并实现area（）和circumference（）方法，如下所示：

class Circle(Shape):
       def __init__(self):
            super().__init__()
            print("I am a Circle")
       def area(self):
            radius = int(input("Enter the radius: "))
            print("Area of the Circle is %.2f." % ((22.0 / 7.0) * radius * radius))
       def circumference(self):
            radius = int(input("Enter the radius: "))
            print("Circumference of the Circle is %.2f." % (2 * (22.0 / 7.0) * radius))
class Rectangle(Shape):
       def __init__(self):
            super().__init__()
            print("I am a Rectangle")
       def area(self):
            length = int(input("Enter the length: "))
            breadth = int(input("Enter the breadth: "))
            print("Area of the Rectangle is %d." % (length * breadth))
       def circumference(self):
            length = int(input("Enter the length: "))
            breadth = int(input("Enter the breadth: "))
            print("Circumference of the Rectangle is %d." % (2 * (length + breadth)))

现在，我们可以实例化Circle和Rectangle类，并调用area（）和circumference（）方法。

下面是完整的Python代码，

# Demonstration of Abstraction
from abc import ABC, abstractmethod
class Shape(ABC):
       def __init__(self):
            print("I am a Shape")
       @abstractmethod
       def area(self):
            pass
       @abstractmethod
       def circumference(self):
            pass
class Circle(Shape):
       def __init__(self):
            super().__init__()
            print("I am a Circle")
       def area(self):
            radius = int(input("Enter the radius: "))
            print("Area of the Circle is %.2f." % ((22.0 / 7.0) * radius * radius))
       def circumference(self):
            radius = int(input("Enter the radius: "))
            print("Circumference of the Circle is %.2f." % (2 * (22.0 / 7.0) * radius))
class Rectangle(Shape):
       def __init__(self):
            super().__init__()
            print("I am a Rectangle")
       def area(self):
            length = int(input("Enter the length: "))
            breadth = int(input("Enter the breadth: "))
            print("Area of the Rectangle is %d." % (length * breadth))
       def circumference(self):
            length = int(input("Enter the length: "))
            breadth = int(input("Enter the breadth: "))
            print("Circumference of the Rectangle is %d." % (2 * (length + breadth)))
if __name__ == "__main__":
       s = Shape()
       #s.area()
       #s.circumference()
       c = Circle()
       c.area()
       c.circumference()
       r = Rectangle()
       r.area()
       r.circumference()

另请注意，如果派生类没有实现其抽象基类的所有方法，则该派生类也将成为抽象的，并且无法实例化。在这种情况下，我们需要从派生类派生一个类，并在该类中实现抽象方法。

下面的程序演示了这一点，其中类B是抽象的，因为它没有实现其抽象基类A的test2（）方法：

from abc import ABC,abstractmethod
class A(ABC):
     @abstractmethod
     def test1(self):
          pass
     @abstractmethod
     def test2(self):
          pass
class B(A):
     def test1(self):
          print("Hello")
class C(B):
     def test2(self):
         print("Welcome")
obj = C()
obj.test1()
obj.test2()

结论

我希望上面的讨论有助于读者理解Python中实现的抽象概念。