是否可以在Python中创建抽象类？

如何在Python中使类或方法抽象？

我尝试__new__()像这样重新定义：

class F:
    def __new__(cls):
        raise Exception("Unable to create an instance of abstract class %s" %cls)

但是现在，如果我创建一个像这样G继承的F类：

class G(F):
    pass

那么我也无法实例化G，因为它调用了其超类的__new__方法。

有没有更好的方法来定义抽象类？

使用该abc模块创建抽象类。使用abstractmethod装饰器来声明方法抽象，并根据您的Python版本使用以下三种方式之一声明类抽象。

在Python 3.4及更高版本中，您可以从继承ABC。在Python的早期版本中，您需要将类的元类指定为ABCMeta。指定元类在Python 3和Python 2中具有不同的语法。三种可能性如下所示：

# Python 3.4+
from abc import ABC, abstractmethod
class Abstract(ABC):
    @abstractmethod
    def foo(self):
        pass

# Python 3.0+
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Abstract(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def foo(self):
        pass

# Python 2
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Abstract:
    __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def foo(self):
        pass

无论使用哪种方式，都将无法实例化具有抽象方法的抽象类，但将能够实例化提供这些方法的具体定义的子类：

>>> Abstract()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class Abstract with abstract methods foo
>>> class StillAbstract(Abstract):
...     pass
... 
>>> StillAbstract()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class StillAbstract with abstract methods foo
>>> class Concrete(Abstract):
...     def foo(self):
...         print('Hello, World')
... 
>>> Concrete()
<__main__.Concrete object at 0x7fc935d28898>

老式的方法（PEP 3119之前的方法）只是raise NotImplementedError在调用抽象方法的抽象类中进行。

class Abstract(object):
    def foo(self):
        raise NotImplementedError('subclasses must override foo()!')

class Derived(Abstract):
    def foo(self):
        print 'Hooray!'

>>> d = Derived()
>>> d.foo()
Hooray!
>>> a = Abstract()
>>> a.foo()
Traceback (most recent call last): [...]

它没有与使用abc模块相同的好属性。您仍然可以实例化抽象基类本身，直到在运行时调用抽象方法，您才会发现错误。

但是，如果您要处理的是几套简单的类，也许只有一些抽象方法，则此方法比尝试阅读abc文档要容易一些。

这是一种非常简单的方法，而无需处理ABC模块。

在__init__要成为抽象类的类的方法中，可以检查self的“类型”。如果self的类型是基类，则调用方将尝试实例化基类，因此引发异常。这是一个简单的例子：

class Base():
    def __init__(self):
        if type(self) is Base:
            raise Exception('Base is an abstract class and cannot be instantiated directly')
        # Any initialization code
        print('In the __init__  method of the Base class')

class Sub(Base):
    def __init__(self):
        print('In the __init__ method of the Sub class before calling __init__ of the Base class')
        super().__init__()
        print('In the __init__ method of the Sub class after calling __init__ of the Base class')

subObj = Sub()
baseObj = Base()

运行时，它将产生：

In the __init__ method of the Sub class before calling __init__ of the Base class
In the __init__  method of the Base class
In the __init__ method of the Sub class after calling __init__ of the Base class
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/irvkalb/Desktop/Demo files/Abstract.py", line 16, in <module>
    baseObj = Base()
  File "/Users/irvkalb/Desktop/Demo files/Abstract.py", line 4, in __init__
    raise Exception('Base is an abstract class and cannot be instantiated directly')
Exception: Base is an abstract class and cannot be instantiated directly

这表明您可以实例化从基类继承的子类，但不能直接实例化基类。

先前的大多数答案都是正确的，但这是Python 3.7的答案和示例。是的，您可以创建一个抽象类和方法。提醒一下，有时一个类应该定义一个逻辑上属于一个类的方法，但是该类无法指定如何实现该方法。例如，在下面的“父母和婴儿”课程中，他们都吃东西，但实施方式会有所不同，因为婴儿和父母吃的是不同种类的食物，并且进食的次数不同。因此，eat方法的子类将覆盖AbstractClass.eat。

from abc import ABC, abstractmethod

class AbstractClass(ABC):

    def __init__(self, value):
        self.value = value
        super().__init__()

    @abstractmethod
    def eat(self):
        pass

class Parents(AbstractClass):
    def eat(self):
        return "eat solid food "+ str(self.value) + " times each day"

class Babies(AbstractClass):
    def eat(self):
        return "Milk only "+ str(self.value) + " times or more each day"

food = 3    
mom = Parents(food)
print("moms ----------")
print(mom.eat())

infant = Babies(food)
print("infants ----------")
print(infant.eat())

输出：

moms ----------
eat solid food 3 times each day
infants ----------
Milk only 3 times or more each day

这将在python 3中工作

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Abstract(metaclass=ABCMeta):

    @abstractmethod
    def foo(self):
        pass

Abstract()
>>> TypeError: Can not instantiate abstract class Abstract with abstract methods foo

如其他答案所述，是的，您可以使用abc模块在Python中使用抽象类。下面我举个实际的例子使用抽象@classmethod，@property和@abstractmethod（使用Python 3.6+）。对我而言，通常更容易从示例开始，我可以轻松地复制和粘贴；我希望这个答案对其他人也有用。

首先创建一个名为的基类Base：

from abc import ABC, abstractmethod

class Base(ABC):

    @classmethod
    @abstractmethod
    def from_dict(cls, d):
        pass

    @property
    @abstractmethod
    def prop1(self):
        pass

    @property
    @abstractmethod
    def prop2(self):
        pass

    @prop2.setter
    @abstractmethod
    def prop2(self, val):
        pass

    @abstractmethod
    def do_stuff(self):
        pass

我们的Base类将始终具有from_dict classmethod，a property prop1（只读）和a property prop2（也可以设置）以及称为的函数do_stuff。现在构建的任何类都Base将必须为方法/属性实现所有这些。请注意，要使方法抽象，则需要两个装饰器- classmethod和abstract property。

现在我们可以创建一个A这样的类：

class A(Base):
    def __init__(self, name, val1, val2):
        self.name = name
        self.__val1 = val1
        self._val2 = val2

    @classmethod
    def from_dict(cls, d):
        name = d['name']
        val1 = d['val1']
        val2 = d['val2']

        return cls(name, val1, val2)

    @property
    def prop1(self):
        return self.__val1

    @property
    def prop2(self):
        return self._val2

    @prop2.setter
    def prop2(self, value):
        self._val2 = value

    def do_stuff(self):
        print('juhu!')

    def i_am_not_abstract(self):
        print('I can be customized')

所有必需的方法/属性均已实现，我们当然可以添加不属于Base（here :)的其他功能i_am_not_abstract。

现在我们可以做：

a1 = A('dummy', 10, 'stuff')
a2 = A.from_dict({'name': 'from_d', 'val1': 20, 'val2': 'stuff'})

a1.prop1
# prints 10

a1.prop2
# prints 'stuff'

无法根据需要设置prop1：

a.prop1 = 100

将返回

AttributeError：无法设置属性

我们的from_dict方法也可以正常工作：

a2.prop1
# prints 20

如果我们现在这样定义第二个类B：

class B(Base):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    @property
    def prop1(self):
        return self.name

并尝试实例化这样的对象：

b = B('iwillfail')

我们会得到一个错误

TypeError：无法使用抽象方法do_stuff，from_dict，prop2实例化抽象类B

列出Base我们未在其中实现的所有定义的事物B。

这也有效并且很简单：

class A_abstract(object):

    def __init__(self):
        # quite simple, old-school way.
        if self.__class__.__name__ == "A_abstract": 
            raise NotImplementedError("You can't instantiate this abstract class. Derive it, please.")

class B(A_abstract):

        pass

b = B()

# here an exception is raised:
a = A_abstract()

您还可以利用__new__方法来发挥自己的优势。你只是忘记了什么。__new__方法始终返回新对象，因此您必须返回其超类的new方法。进行如下操作。

class F:
    def __new__(cls):
        if cls is F:
            raise TypeError("Cannot create an instance of abstract class '{}'".format(cls.__name__))
        return super().__new__(cls)

使用新方法时，必须返回对象，而不是None关键字。那就是你所错过的。

我发现了可接受的答案，所有其他答案都很奇怪，因为它们传递self给了抽象类。没有实例化抽象类，因此不能具有self。

所以尝试一下，它可以工作。

from abc import ABCMeta, abstractmethod


class Abstract(metaclass=ABCMeta):
    @staticmethod
    @abstractmethod
    def foo():
        """An abstract method. No need to write pass"""


class Derived(Abstract):
    def foo(self):
        print('Hooray!')


FOO = Derived()
FOO.foo()

 from abc import ABCMeta, abstractmethod

 #Abstract class and abstract method declaration
 class Jungle(metaclass=ABCMeta):
     #constructor with default values
     def __init__(self, name="Unknown"):
     self.visitorName = name

     def welcomeMessage(self):
         print("Hello %s , Welcome to the Jungle" % self.visitorName)

     # abstract method is compulsory to defined in child-class
     @abstractmethod
     def scarySound(self):
         pass

在您的代码段中，您还可以通过为__new__子类中的方法提供一个实现来解决此问题，类似地：

def G(F):
    def __new__(cls):
        # do something here

但这是一个hack，除非您知道自己在做什么，否则我建议您不要这样做。对于几乎所有情况，我都建议您使用该abc模块，而我之前的其他人都建议使用该模块。

同样，当您创建一个新的（基）类时，使其成为子类object，如下所示：class MyBaseClass(object):。我不知道它是否还有那么大的意义，但它有助于保持代码的样式一致性

只是@TimGilbert的老式答案的快速补充...您可以使抽象基类的init（）方法抛出异常，这将阻止实例化它，不是吗？

>>> class Abstract(object):
...     def __init__(self):
...         raise NotImplementedError("You can't instantiate this class!")
...
>>> a = Abstract()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 3, in __init__
NotImplementedError: You can't instantiate this class!