Python抽象类设计_接口规范解析【教程】

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python抽象类需继承ABC、含@abstractmethod方法且不可实例化,强制子类实现抽象方法,支持抽象属性和多继承,兼具接口契约与默认行为。

Python抽象类设计_接口规范解析【教程】

Python 中的抽象类不是用来实例化的,而是为子类提供统一接口和强制约束。核心在于 abc 模块(Abstract Base classes),配合 @abstractmethod 装饰器,让“未实现方法”的错误在实例化时就暴露,而不是运行到调用才报错。

抽象类怎么定义?必须满足三个条件

一个类要成为真正的抽象类,需同时满足:

  • 继承 ABC(来自 abc 模块)
  • 至少包含一个用 @abstractmethod 装饰的方法
  • 不能直接实例化(否则抛出 TypeError

示例:

from abc import ABC, abstractmethod 

class Shape(ABC): @abstractmethod def area(self): pass

s = Shape() # ❌ TypeError: Can't instantiate abstract class

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抽象方法 vs 普通方法:子类必须重写哪些?

只有被 @abstractmethod 标记的方法,子类才必须实现。抽象类中也可以有普通方法、类方法、静态方法,它们可被子类直接继承使用,无需重写。

例如:

class Shape(ABC):     def describe(self):  # ✅ 普通方法,子类自动继承         return "This is a shape" 
@classmethod def version(cls):  # ✅ 类方法,也可被继承     return "1.0"  @abstractmethod def area(self):  # ❗必须在子类中实现     pass

class Circle(Shape): def init(self, r): self.r = r def area(self): # ✅ 必须实现,否则实例化时报错 return 3.14 * self.r ** 2

接口规范的本质:协议比继承更灵活

Python 更推崇“鸭子类型”——只要对象area() 方法,就能当 Shape 用。但抽象类提供了显式契约,尤其适合团队协作或大型项目:

  • ide 能提示缺失方法(如 pycharm 标红未实现的抽象方法)
  • 单元测试前可快速检查类是否符合接口
  • 文档即代码:抽象类本身就是一份轻量级接口文档

注意:Python 没有 Interface 关键字,抽象类就是事实上的接口载体,只是它允许带默认行为。

进阶技巧:抽象属性与混合继承

除了方法,还能定义抽象属性(用 @Property + @abstractmethod):

class Shape(ABC):     @property     @abstractmethod     def name(self) -> str:         ... 

class Rectangle(Shape): @property def name(self): return "Rectangle"

也支持多继承抽象类(只要所有抽象方法都被实现):

class Drawable(ABC):     @abstractmethod     def draw(self):         ... 

class Resizable(ABC): @abstractmethod def resize(self, factor): ...

class ScalableRect(Rectangle, Drawable, Resizable): def draw(self): print("Drawing rect") def resize(self, factor): self.width = factor self.height = factor

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