Абстрактные классы и интерфейсы в Python

15.01.2025

Абстрактные классы и интерфейсы — это инструменты для документирования кода и ограничения взаимодействия между абстракциями (классами). Они упрощают проектирование крупных ООП-систем.

Абстрактные базовые классы (АБК)

Абстрактные базовые классы были добавлены в Python с версии 2.6 в модуле abc. Назначение: задавать обязательные методы и свойства для классов-наследников.

Пример использования:

from abc import ABCMeta, abstractmethod, abstractproperty

class Movable(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def move(self):
        """Переместить объект"""

    @abstractproperty
    def speed(self):
        """Скорость объекта"""
        
class Car(Movable):
    def __init__(self):
        self._speed = 10
        self.position = 0

    def move(self):
        self.position += self._speed

    @property
    def speed(self):
        return self._speed

Ключевые моменты:

1. АБК проверяются через isinstance и issubclass.

2. Используются для построения иерархий классов.

3. Применяются в стандартных модулях, например, collections.

Подробности:

• Подробнее об АБК в PEP 3119.

---

Интерфейсы (zope.interfaces)

Назначение: декларативно определять, какие методы и атрибуты должны быть у объекта. Интерфейсы появились в проекте Zope3 для реализации компонентной архитектуры.

Пример использования:

import zope.interface

class IVehicle(zope.interface.Interface):
    speed = zope.interface.Attribute("Скорость")
    def move():
        """Сделать шаг"""

class Car:
    zope.interface.implements(IVehicle)

    def __init__(self):
        self.speed = 1
        self.position = 0

    def move(self):
        self.position += self.speed

Ключевые моменты:

1. Интерфейсы используются декларативно: класс реализует (implements), объект предоставляет (provides).

2. Проверки через implementedBy и providedBy.

---

Адаптеры

Назначение: адаптировать классы к необходимым интерфейсам. Используются для связывания компонентов.

Пример использования:

import zope.interface
from zope.component import adapts, getGlobalSiteManager

class IDesk(zope.interface.Interface):
    def register():
        """Регистрация гостя"""

class IGuest(zope.interface.Interface):
    name = zope.interface.Attribute("Имя гостя")

class Guest:
    zope.interface.implements(IGuest)

    def __init__(self, name):
        self.name = name

class GuestToDeskAdapter:
    adapts(IGuest)
    zope.interface.implements(IDesk)

    def __init__(self, guest):
        self.guest = guest

    def register(self):
        print(f"{self.guest.name} зарегистрирован")

Регистрация адаптера:

guest = Guest("Иван")
gsm = getGlobalSiteManager()
gsm.registerAdapter(GuestToDeskAdapter)

adapter = IDesk(guest, alternate=None)
if adapter:
    adapter.register()

---

Сравнение АБК и интерфейсов

Абстрактные классы	Интерфейсы
Задают жесткие ограничения	Декларативная сущность
Проверка через isinstance	Проверка через providedBy
Строят иерархию наследования	Подходят для компонентной архитектуры
Удобны для миксинов	Легко адаптируются

---

Выводы

1. АБК:

   • Используются для строгого определения структуры классов.

   • Применимы для создания фреймворков и сложных библиотек.

2. Интерфейсы:

   • Подходят для гибкой архитектуры с адаптерами.

   • Часто используются в крупных проектах (Zope, Twisted).

Использовать АБК или интерфейсы только в крупных проектах, чтобы избежать лишней сложности в коде.