|
Модуль abc (Abstract Base Classes)Курс по стандартной библиотеке: https://stepik.org/a/259466?utm_source=proproprogs Стандартная библиотека Python содержит весьма полезный модуль abc (Abstract Base Classes), с помощью которого очень удобно описывать абстрактные методы. Об абстрактных методах мы с вами уже говорили в курсе по ООП языка Python. Но для целостности восприятия, повторим их еще раз. Рассмотрим классический пример. Пусть у нас имеется несколько классов геометрических фигур: Line, Rect, Triangle. Каждый из них имеет метод с одним и тем же именем draw.
Тогда, имея набор из объектов этих классов: figures = [Line(), Rect(), Triangle(), Line(), Rect()] мы с помощью единого интерфейса (метода) draw() можем отобразить их на экране: for f in figures: f.draw() Но при такой реализации классов сразу возникает один тонкий момент. Программист должен знать и помнить, что в классах геометрических фигур обязательно должен присутствовать метод draw() для ее рисования. Эта проблема особенно актуальна при разработке больших проектов, когда зачастую программа реализуется группой разработчиков, и все должны согласованно взаимодействовать друг с другом. В этих условиях очень просто прописать вместо метода draw() какой-то другой, или вовсе забыть его реализовать внутри класса. Один из способов решения этой проблемы, унаследовать все классы геометрических фигур от некоторого базового класса, в котором будет определен метод draw(), как абстрактный метод. Особенность абстрактного метода в том, что его необходимо переопределять в дочерних классах, иначе возникнет ошибка при создании объекта класса. Соответственно, программист сразу заметит, что было сделано неверно, и сможет оперативно подправить код программы. Язык Python так устроен, что в нем нельзя объявлять по настоящему абстрактные методы, как это делается в некоторых других ЯП, например, в C++ или Java. Но можно имитировать абстракцию. Ранее мы с вами делали это следующим образом. Создавали базовый класс, например, с именем Geom, и в нем метод draw(): class Geom: def draw(self): raise NotImplementedError("В дочернем классе должен быть переопределен метод draw(self)") Тогда, наследуя дочерние классы фигур от базового класса Geom: class Line(Geom): def draw(self): print("Line") class Rect(Geom): def draw(self): print("Rect") class Triangle(Geom): def draw(self): print("Triangle") мы вынуждены для корректной их работы переопределять метод draw(). Иначе, если этого не сделать, то при обращении к этому методу: figures = [Line(), Rect(), Triangle(), Line(), Rect()] for f in figures: f.draw() возникнет исключение (ошибка) с сообщением: NotImplementedError: В дочернем классе должен быть переопределен метод draw(self) Но эту ошибку мы увидим не на этапе создания объектов, а на этапе вызова метода draw() для соответствующего объекта. Такую ошибку можно не сразу отследить, а в более сложных случаях даже пропустить. Поэтому гораздо лучшим вариантом будет использование модуля abc для определения абстрактных методов. Вначале следует импортировать этот модуль, например, командой: import abcВ этом модуле имеется класс-обертка ABC, который позволяет имитировать объявление абстрактных методов с помощью декоратора abstractmethod: class Geom(abc.ABC): @abc.abstractmethod def draw(self): pass Теперь, если в каком-либо дочернем классе не переопределять абстрактный метод draw(), например, в классе Line: class Line(Geom): pass # def draw_line(self): # print("Line") то при создании объекта этого класса возникнет ошибка: TypeError: Can't instantiate abstract class Line with abstract method draw Также нельзя создавать отдельно и объекты класса Geom, так как он содержит абстрактный метод: g = Geom() # TypeError: Can't instantiate abstract class Geom with abstract method draw Если бы метод draw() не был абстрактным, тогда никаких ошибок не возникало бы: class Geom(abc.ABC): def draw(self): pass g = Geom() # ok Спрашивается, зачем тогда наследоваться от класса ABC? Дело в том, что декоратор abstractmethod и другие подобные работают только внутри классов, унаследованных от ABC. Если это наследование убрать: class Geom: @abc.abstractmethod def draw(self): pass то никакого эффекта от декоратора abstractmethod не будет. Он работает только в сочетании с базовым классом ABC. Конечно, класс Geom может содержать не только абстрактные методы, но и любые другие конструкции, допустимые внутри классов, в том числе и обычные переменные и методы. Например: class Geom(abc.ABC): def __init__(self, color=0, width=1): self.color = color self.width = width @abc.abstractmethod def draw(self): pass def get_data(self): return self.color, self.width Имеем один абстрактный метод draw(), обычный метод get_data() и стандартный инициализатор __init__(). Абстрактными можно также делать и методы уровня класса и статические методы. Для этого следует последовательно прописать по два декоратора, например: class Geom(abc.ABC): def __init__(self, color=0, width=1): self.color = color self.width = width @abc.abstractmethod def draw(self): pass @classmethod @abc.abstractmethod def get_limits(cls): pass @staticmethod @abc.abstractmethod def get_info(): pass def get_data(self): return self.color, self.width Соответственно, в дочерних классах все абстрактные методы должны быть переопределены. Например: class Line(Geom): MIN_COORD = 0 MAX_COORD = 100 def draw(self): print("Line") @classmethod def get_limits(cls): return cls.MIN_COORD, cls.MAX_COORD @staticmethod def get_info(): return "Class Line" Использование абстрактных базовых классов весьма полезно при разработке больших проектов, где важно обеспечить согласованность структуры классов и интерфейсов. Это помогает избегать ситуаций, когда один разработчик ожидает определённый набор методов, а другой забывает реализовать какой-то важный элемент функциональности. Курс по стандартной библиотеке: https://stepik.org/a/259466?utm_source=proproprogs Видео по теме |
