Как создать абстрактный класс в Python и что это означает?

В Python абстрактные классы создаются с использованием модуля abc (Abstract Base Classes). Для создания абстрактного класса необходимо:

1. Импортировать модуль abc: import abc
2. Наследовать класс от abc.ABC (или использовать метакласс abc.ABCMeta).
3. Использовать декоратор @abc.abstractmethod для обозначения абстрактных методов.

Пример:

import abc

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

    @abc.abstractmethod
    def perimeter(self):
        pass

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return 3.14 * self.radius * self.radius

    def perimeter(self):
        return 2 * 3.14 * self.radius

# a = Shape() # TypeError: Can't instantiate abstract class Shape with abstract methods area, perimeter
c = Circle(5)
print(c.area())
print(c.perimeter())
  

Что означает абстрактный класс?

• Абстрактный класс - это класс, который не может быть инстанцирован (создан экземпляр). Он служит в качестве шаблона или базового класса для других классов.
• Абстрактные методы - это методы, которые объявлены в абстрактном классе, но не имеют реализации. Они должны быть реализованы в подклассах.
• Основная цель абстрактных классов - обеспечить определенный интерфейс (набор методов), который должен быть реализован всеми подклассами. Это помогает обеспечить единообразие и предсказуемость поведения объектов.
• Попытка создать экземпляр абстрактного класса приведет к ошибке TypeError.
• Если подкласс не реализует все абстрактные методы родительского класса, то этот подкласс также будет считаться абстрактным и его нельзя будет инстанцировать.
• Абстрактные классы реализуют принцип абстракции в объектно-ориентированном программировании.

В Python, использование абстрактных классов помогает обеспечить строгий контракт между классами и их наследниками, что делает код более надежным и поддерживаемым. Хотя утиная типизация (duck typing) является распространенной парадигмой в Python, использование абстрактных классов позволяет добавить больше контроля и явной структуры в иерархии классов.