python - 定义抽象类的三种方式的区别

Question

我发现了多种(略有不同)的方法来在 Python 中定义抽象类。我阅读了文档，但在 stackoverflow 上也找不到答案。

这三个例子(见下面的代码)的主要区别是:

• A 显式设置一个新的元类abc.ABCMeta
• B 继承自 abc.ABC
• C 继承自 objects 但定义了 @abc.abstractmethod 类

似乎 A 和 B 没有区别(即 B 也有新的元类 abc.ABCMeta).但是，C 类仍然是 type 类型。

不为 C 定义元类有什么影响？什么时候需要定义元类或者不为抽象类定义 abc.ABCMeta 元类是错误/不好的风格？尽管如此，C 类的行为似乎符合我对 ABC 的预期。

import abc

class A(metaclass=abc.ABCMeta):
    # Alternatively put __metaclass__ = abc.ABCMeta here
    @abc.abstractmethod
    def foo(self):
        raise NotImplementedError


class B(abc.ABC):

    @abc.abstractmethod
    def foo(self):
        raise NotImplementedError


class C(object):

    @abc.abstractmethod
    def foo(self):
        raise NotImplementedError


class Aimpl(A):

    def foo(self):
        print("Aimpl")


class Bimpl(B):
    def foo(self):
        print("Bimpl")


class Cimpl(C):
    #def foo(self):
     #   print("Cimpl")
     pass

Aimpl().foo()                           # Aimpl
print(isinstance(Aimpl, A))             # False
print(issubclass(Aimpl, A))             # True
print(isinstance(Aimpl, abc.ABCMeta))   # True
print(type(A))                          # <class 'abc.ABCMeta'>
print("---")

Bimpl().foo()                           # Bimpl
print(isinstance(Bimpl, B))             # False
print(issubclass(Bimpl, B))             # True
print(isinstance(Bimpl, abc.ABCMeta))   # True
print(type(B))                          # <class 'abc.ABCMeta'>
print("---")

Cimpl().foo()                           # Cimpl
print(isinstance(Cimpl, C))             # False
print(issubclass(Cimpl, C))             # True
print(isinstance(Cimpl, abc.ABCMeta))   # False
print(type(C))                          # <class 'type'>
print("---")

Answer 1

abc.ABCMeta 类是实际执行abstractmethod 行为所必需的。它的目的是禁止实例化任何不实现抽象方法的类。装饰器本身不能强制执行，元类在实例化时强制执行装饰器:

class Foo:
    @abstractmethod
    def bar(self):
        pass

Foo()  # works

但是:

class Foo(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def bar(self):
        pass

Foo()

Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class Foo with abstract methods bar

因此，如果没有元类，abstractmethod 装饰器不会做任何事情。

abc.ABC 只是一个速记，因此您可以执行 Foo(ABC) 而不是 Foo(metaclass=ABCMeta)，即全部:

A helper class that has ABCMeta as its metaclass. With this class, an abstract base class can be created by simply deriving from ABC avoiding sometimes confusing metaclass usage [..]

^{https://docs.python.org/3/library/abc.html#abc.ABC}