python 接口_从协议到抽象基类详解

抽象基类的常见用途：实现接口时作为超类使用。然后，说明抽象基类如何检查具体子类是否符合接口定义，以及如何使用注册机制声明一个类实现了某个接口，而不进行子类化操作。最后，说明如何让抽象基类自动“识别”任何符合接口的类——不进行子类化或注册。

Python文化中的接口和协议

接口在动态类型语言中是怎么运作的呢？首先，基本的事实是，Python语言没有 interface 关键字，而且除了抽象基类，每个类都有接口：类实现或继承的公开属性（方法或数据属性），包括特殊方法，如__getitem__ 或 __add__。

按照定义，受保护的属性和私有属性不在接口中：即便“受保护的”属性也只是采用命名约定实现的（单个前导下划线）；私有属性可以轻松地访问，原因也是如此。不要违背这些约定。

另一方面，不要觉得把公开数据属性放入对象的接口中不妥，因为如果需要，总能实现读值方法和设值方法，把数据属性变成特性，使用obj.attr 句法的客户代码不会受到影响。 Vector2d 类就是这么做的，Vector2d 类的第一版，x 和 y 是公开属性。

vector2d_v0.py：x 和 y 是公开数据属性

class Vector2d: def __init__(self, x, y): self.x = x self.y = y def __iter__(self): return (n for n in (self.x, self.y))

我们把 x 和 y 变成了只读特性。这是一项重大重构，但是 Vector2d 的接口基本没变：用户仍能读取my_vector.x 和 my_vector.y。

class Vector2d: def __init__(self, x, y): self.__x = x self.__y = y @property def x(self): return self.__x @property def y(self): return self.__y def __iter__(self): return (i for i in (self.x, self.y))

Python喜欢序列

Python 数据模型的哲学是尽量支持基本协议。对序列来说，即便是最简单的实现，Python 也会力求做到最好。

下图展示了定义为抽象基类的 Sequence 正式接口。

Sequence 抽象基类和 collections.abc 中相关抽象类的UML 类图，箭头由子类指向超类，以斜体显示的是抽象方法

现在，看看下面🌰中的 Foo 类。它没有继承 abc.Sequence，而且只实现了序列协议的一个方法： __getitem__ （没有实现 __len__ 方法）。

>>> class Foo:... 　　def __getitem__(self, pos):... 　　　　return range(0, 30, 10)[pos]...>>> f = Foo()>>> f[1]>>> for i in f: print(i)...>>> 20 in fTrue>>> 15 in fFalse

虽然没有 __iter__ 方法，但是 Foo 实例是可迭代的对象，因为发现有__getitem__ 方法时，Python 会调用它，传入从 0 开始的整数索引，尝试迭代对象（这是一种后备机制）。尽管没有实现 __contains__ 方法，但是 Python 足够智能，能迭代 Foo 实例，因此也能使用 in 运算符：Python 会做全面检查，看看有没有指定的元素。