前言
在《抽象基類（ABC）》中，基於C++講述抽象基類。盡管Python設計上以鴨子類型為主，但仍有抽象基類（ABC）的一席之地，它被封裝在了abc模塊中供程序員使用。
abc模塊有以下兩個主要功能：
某種情況下，判定某個對象的類型，如：isinstance(a, Sized)
強制子類必須實現某些方法，即ABC類的派生類
判斷類型
當我們判斷一個對象是否存在某個方法時，可以使用內置方法hasattr()。
class A(object):
def __len__(self):
pass
if __name__ == "__main__":
a = A()
print("存在__len__方法" if hasattr(a, "__len__") else "沒有__len__方法")
# 輸出：
存在__len__方法
但在Python中，使用hasattr()並非優雅解法，這里建議isinstance()。
abc模塊中定義了Sized類，利用Sized可以判斷一個對象里是否存在__len__方法，即：可否對這個對象使用len()函數。
from collections.abc import Sized
class A(object):
def __len__(self):
pass
if __name__ == "__main__":
a = A()
print("存在__len__方法" if isinstance(a, Sized) else "沒有__len__方法")
# 輸出：
存在__len__方法
isinstance實現原理
讓我們看看Sized類的源碼：
class Sized(metaclass=ABCMeta):
__slots__ = ()
@abstractmethod
def __len__(self):
return 0
@classmethod
def __subclasshook__(cls, C):
if cls is Sized:
return _check_methods(C, "__len__")
return NotImplemented
Sized類改寫了__subclasshook__魔法方法，使其可以通過isinstance()判斷對象是否含有__len__方法。同時，這個類必須基於元類abc.ABCMeta。我們也可以依葫蘆畫瓢，實現一個用來判斷對象是否存在greet()函數的類，盡管並不嚴謹：
import abc
class A(metaclass=abc.ABCMeta):
@classmethod
def __subclasscheck__(cls, subclass):
# 存在greet()返回True，不存在返回False
if hasattr(subclass, "greet"):
return True
return False
class B(object):
def greet(self): # 定義了greet()方法
pass
class C(object): # 沒有greet()方法
pass
class D(B): # 繼承自B類，因此繼承了greet()方法
pass
if __name__ == "__main__":
b = B()
c = C()
d = D()
print(isinstance(b, A)) # True
print(isinstance(c, A)) # False
print(isinstance(d, A)) # True
注意，此時A類可以被實例化，因為它還不是抽象基類。
實現ABC類
C++中利用純虛函數實現抽象基類，Python中寫法如下：
import abc
class A(metaclass=abc.ABCMeta):
# 利用裝飾器修飾greet()
@abc.abstractmethod
def greet(self):
print("hell world")
if __name__ == "__main__":
a = A()
解釋器如期拋錯：
TypeError: Can't instantiate abstract class A with abstract methods greet
1
這是因為A類現在就是一個抽象基類了，不可以被實例化，同時，它的子類還必須實現greet()方法，否則實例化子類時解釋器也要報錯：
import abc
class A(metaclass=abc.ABCMeta):
@abc.abstractmethod
def greet(self):
pass
class B(A):
def greet(self):
pass
class C(A):
pass
if __name__ == "__main__":
b = B() # 正常實例化
c = C() # 解釋器拋錯
# 輸出：
# C類中沒有定義greet()方法導致的報錯
Traceback (most recent call last):
File "xxx", line xxx, in <module>
c = C()
TypeError: Can't instantiate abstract class C with abstract methods greet
其他基類
abc模塊中還有實現了其他抽象基類，可以用來判斷類型或是繼承方法，這里不做詳述了：
__all__ = ["Awaitable", "Coroutine",
"AsyncIterable", "AsyncIterator", "AsyncGenerator",
"Hashable", "Iterable", "Iterator", "Generator", "Reversible",
"Sized", "Container", "Callable", "Collection",
"Set", "MutableSet",
"Mapping", "MutableMapping",
"MappingView", "KeysView", "ItemsView", "ValuesView",
"Sequence", "MutableSequence",
"ByteString",
]
文件所在路徑：…lib\_collocetions_abc.py
總結
abc模塊中定義的類兼顧了繼承抽象基類與鴨子類型的設計方式。你既可以通過繼承Sized來擁有__len__方法，此時instance(對象, Sized)返回True；也可以在自己設計的類中實現__len__，instance(對象, Sized)仍然返回True。
對抽象基類來說，需要用到裝飾器 @abc.abstractmethod；對於鴨子類型來說，需要重寫__subclasshook__魔法方法。
以上都是基於元類abc.ABCMeta實現的。順便提醒，注意import abc與from collections import abc各自的區別。
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