Python python2和python3中@abstractmethod的用法

1. 简介

在面向对象编程中，抽象类是一种不能被实例化的类，它用于定义一组相关的子类的共同结构和行为，但是不能直接使用。抽象类中可以包含抽象方法，抽象方法必须在子类中被实现。在Python中，我们可以使用@abstractmethod装饰器来定义抽象方法。

在本文中，我们将详细介绍在Python 2和Python 3中使用@abstractmethod的用法，并且给出一些示例代码来演示它的功能。

2. @abstractmethod装饰器的语法

在Python中，@abstractmethod是一个装饰器，可以用于标记抽象方法。它可以被用于函数和方法的定义之前。@abstractmethod装饰器通常与抽象类一起使用，用于标记需要在子类中实现的方法。

@abstractmethod可以使用以下两种方式之一来定义：

@abstractmethod
def method_name(self, arguments):
    pass

或者

@abstractmethod
def method_name(self, arguments):
    raise NotImplementedError

第一种方式中，通过使用pass关键字，我们可以定义一个空的抽象方法。这意味着子类中必须实现该方法，否则在运行时会引发TypeError。

第二种方式中，我们使用raise NotImplementedError语句来定义抽象方法。这意味着子类必须实现该方法，否则在运行时会引发NotImplementedError异常。这种方式与第一种方式功能相同，只是在代码阅读上稍稍更加直观。

无论是使用pass关键字还是raise NotImplementedError语句，@abstractmethod装饰器都可以确保抽象方法在子类中被正确实现。

3. Python 2中的@abstractmethod用法

在Python 2中，我们需要使用abc模块来定义抽象类和抽象方法。下面是使用@abstractmethod装饰器定义抽象方法的示例代码：

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class AbstractClass:
    __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def abstract_method(self):
        pass

class ConcreteClass(AbstractClass):
    def abstract_method(self):
        print("ConcreteClass 实现了抽象方法 abstract_method")

在上面的示例代码中，我们用abc模块中的ABCMeta元类来声明一个抽象类。然后，我们使用@abstractmethod装饰器来定义抽象方法abstract_method，并在子类ConcreteClass中实现它。

让我们来运行这个示例代码并观察结果：

c = ConcreteClass()
c.abstract_method()

运行结果为：

ConcreteClass 实现了抽象方法 abstract_method

从结果中可以看出，ConcreteClass成功地实现了AbstractClass中的抽象方法abstract_method。

4. Python 3中的@abstractmethod用法

在Python 3中，我们可以直接使用@abstractmethod装饰器来定义抽象方法，而无需使用abc模块。下面是使用@abstractmethod装饰器定义抽象方法的示例代码：

from abc import ABC, abstractmethod

class AbstractClass(ABC):
    @abstractmethod
    def abstract_method(self):
        pass

class ConcreteClass(AbstractClass):
    def abstract_method(self):
        print("ConcreteClass 实现了抽象方法 abstract_method")

在上面的示例代码中，我们可以直接继承ABC类来定义一个抽象类。然后，我们使用@abstractmethod装饰器来定义抽象方法abstract_method，并在子类ConcreteClass中实现它。

让我们来运行这个示例代码并观察结果：

c = ConcreteClass()
c.abstract_method()

运行结果为：

ConcreteClass 实现了抽象方法 abstract_method

从结果中可以看出，ConcreteClass成功地实现了AbstractClass中的抽象方法abstract_method。

5. 抽象类与实例化的关系

无论是在Python 2还是Python 3中，抽象类都不能直接实例化。例如，我们无法创建一个抽象类的对象，如下所示：

a = AbstractClass()  # TypeError: Can't instantiate abstract class AbstractClass with abstract methods abstract_method

上述代码会引发TypeError异常，因为抽象类AbstractClass不能被实例化。

抽象类的目的是为了作为其他类的基类，从而提供一组公共的抽象方法和属性。我们只能创建抽象类的子类的实例。

6. 结论

在本文中，我们详细介绍了在Python 2和Python 3中使用@abstractmethod装饰器的用法。我们了解了在抽象类中定义抽象方法的语法，并演示了它的一些示例代码。

通过使用@abstractmethod装饰器，我们可以创建抽象方法，这些方法必须在子类中被实现。这有助于提供代码的可读性和可维护性，并遵循面向对象编程的原则。