在 Python 中,abstractmethod 是一个装饰器,用于定义抽象方法,通常与抽象基类(abstract base class,简称 ABC)一起使用。抽象方法是一种方法,规定子类必须实现,但在抽象基类本身中没有具体的实现

用法背景

  • 抽象方法定义在抽象类中,抽象类是不能直接实例化的类
  • 子类继承了抽象类后,必须实现所有的抽象方法,才能实例化子类
  • abstractmethod装饰器是python标准库中的abc模块提供的

具体使用步骤

  • 导入 abc 模块 要使用抽象类和抽象方法,首先需要从 abc 模块导入 ABC 基类和 abstractmethod 装饰器。

  • 创建抽象类 抽象类继承自 ABC 类。

  • 定义抽象方法 使用 @abstractmethod 装饰器来定义抽象方法。抽象方法可以没有任何实现,或者在方法体内只使用 pass。

  • 子类实现抽象方法 子类继承了抽象类后,必须提供抽象方法的具体实现。

from abc import ABC, abstractmethod

# 定义一个抽象类
class Animal(ABC):
    
    # 抽象方法,子类必须实现
    @abstractmethod
    def sound(self):
        pass

# 定义一个子类,继承自抽象类
class Dog(Animal):
    
    # 实现抽象方法
    def sound(self):
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    
    # 实现抽象方法
    def sound(self):
        return "Meow"

# 实例化子类
dog = Dog()
cat = Cat()

print(dog.sound())  # 输出:Woof!
print(cat.sound())  # 输出:Meow

# 尝试实例化抽象类将会报错
# animal = Animal()  # TypeError: Can't instantiate abstract class Animal with abstract methods sound

主要特点

  • 强制子类实现方法:如果子类没有实现抽象方法,尝试实例化子类会抛出 TypeError
  • 不能实例化抽象类:抽象类不能直接实例化,试图实例化它会抛出 TypeError
  • 保持接口一致性:抽象类和抽象方法强制子类遵循某种接口或规范,确保一致性

使用场景

  • 当你想设计一个框架,规定所有子类都必须实现某些方法,但你不关心这些方法的具体实现细节
  • 可以作为接口设计的一部分,强制子类遵循特定的设计模式或 API 约定
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