Что такое abc в питоне

abc — Abstract Base Classes¶

Source code: Lib/abc.py

This module provides the infrastructure for defining abstract base classes (ABCs) in Python, as outlined in PEP 3119; see the PEP for why this was added to Python. (See also PEP 3141 and the numbers module regarding a type hierarchy for numbers based on ABCs.)

The collections module has some concrete classes that derive from ABCs; these can, of course, be further derived. In addition, the collections.abc submodule has some ABCs that can be used to test whether a class or instance provides a particular interface, for example, if it is hashable or if it is a mapping.

This module provides the metaclass ABCMeta for defining ABCs and a helper class ABC to alternatively define ABCs through inheritance:

A helper class that has ABCMeta as its metaclass. With this class, an abstract base class can be created by simply deriving from ABC avoiding sometimes confusing metaclass usage, for example:

Metaclass for defining Abstract Base Classes (ABCs).

Use this metaclass to create an ABC. An ABC can be subclassed directly, and then acts as a mix-in class. You can also register unrelated concrete classes (even built-in classes) and unrelated ABCs as “virtual subclasses” – these and their descendants will be considered subclasses of the registering ABC by the built-in issubclass() function, but the registering ABC won’t show up in their MRO (Method Resolution Order) nor will method implementations defined by the registering ABC be callable (not even via super() ). 1

Classes created with a metaclass of ABCMeta have the following method:

Register subclass as a “virtual subclass” of this ABC. For example:

Changed in version 3.3: Returns the registered subclass, to allow usage as a class decorator.

You can also override this method in an abstract base class:

(Must be defined as a class method.)

Check whether subclass is considered a subclass of this ABC. This means that you can customize the behavior of issubclass further without the need to call register() on every class you want to consider a subclass of the ABC. (This class method is called from the __subclasscheck__() method of the ABC.)

For a demonstration of these concepts, look at this example ABC definition:

The __subclasshook__() class method defined here says that any class that has an __iter__() method in its __dict__ (or in that of one of its base classes, accessed via the __mro__ list) is considered a MyIterable too.

The abc module also provides the following decorator:

A decorator indicating abstract methods.

Using this decorator requires that the class’s metaclass is ABCMeta or is derived from it. A class that has a metaclass derived from ABCMeta cannot be instantiated unless all of its abstract methods and properties are overridden. The abstract methods can be called using any of the normal ‘super’ call mechanisms. abstractmethod() may be used to declare abstract methods for properties and descriptors.

Dynamically adding abstract methods to a class, or attempting to modify the abstraction status of a method or class once it is created, are only supported using the update_abstractmethods() function. The abstractmethod() only affects subclasses derived using regular inheritance; “virtual subclasses” registered with the ABC’s register() method are not affected.

When abstractmethod() is applied in combination with other method descriptors, it should be applied as the innermost decorator, as shown in the following usage examples:

Unlike Java abstract methods, these abstract methods may have an implementation. This implementation can be called via the super() mechanism from the class that overrides it. This could be useful as an end-point for a super-call in a framework that uses cooperative multiple-inheritance.

The abc module also supports the following legacy decorators:

This special case is deprecated, as the classmethod() decorator is now correctly identified as abstract when applied to an abstract method:

This special case is deprecated, as the staticmethod() decorator is now correctly identified as abstract when applied to an abstract method:

This special case is deprecated, as the property() decorator is now correctly identified as abstract when applied to an abstract method:

The above example defines a read-only property; you can also define a read-write abstract property by appropriately marking one or more of the underlying methods as abstract:

If only some components are abstract, only those components need to be updated to create a concrete property in a subclass:

The abc module also provides the following functions:

Returns the current abstract base class cache token.

The token is an opaque object (that supports equality testing) identifying the current version of the abstract base class cache for virtual subclasses. The token changes with every call to ABCMeta.register() on any ABC.

A function to recalculate an abstract class’s abstraction status. This function should be called if a class’s abstract methods have been implemented or changed after it was created. Usually, this function should be called from within a class decorator.

Returns cls, to allow usage as a class decorator.

This function assumes that cls’s superclasses are already updated. It does not update any subclasses.

New in version 3.10.

C++ programmers should note that Python’s virtual base class concept is not the same as C++’s.

Источник

Модуль числа в Python — функции abs() и math.fabs()

З апускаю китайскую реплику «ТАРДИС», и вот мы в пятом классе. На доске нарисована числовая ось, а на ней выделен отрезок. Его начало в точке 4, а конец — в 8. Учительница говорит, что длину отрезка можно найти путём вычитания координаты начала отрезка из координаты его конца. Вычитаем, получаем 4, и радуемся — мы нашли длину. Ура! 🎉

Перемещаемся на год вперёд, и там происходит странное: учительница выделяет мелом другой отрезок, но делает это в каком-то неправильном месте — левее точки с цифрой «0». Теперь перед нами старая задача, но с новыми числами и даже буквами: A, B, минус 4 и минус 8. Мы начинаем искать длину отрезка AB = [-4;-8]:

Переводим непонимающий взгляд с получившейся отрицательной длины на довольную улыбающуюся учительницу, а затем на доску. Там наверху, рядом с сегодняшней датой, написана тема урока: «Модуль числа».

Что такое модуль числа

Модуль числа называют абсолютной величиной.

Для вещественных чисел модуль определяется так:

Т.е. в любом случае, модуль — число большее или равное 0. Поэтому отрицательная длина в примере хитрой учительницы должна была быть взята по модулю:

Тогда дети бы увидели, что геометрический смысл модуля — есть расстояние. Это справедливо и для комплексных чисел, однако формальное определение для них отличается от вещественного:

, где z — комплексное число: z = x + i y.

В то время как math.fabs() может оперировать только вещественными аргументами, abs() отлично справляется и с комплексными. Для начала покажем, что abs в python работает строго в соответствии с математическим определением.

# для вещественных чисел print(abs(-1)) print(abs(0)) print(abs(1)) > 1 > 0 > 1

Как видно, с вещественными числами всё в порядке. Перейдём к комплексным.

# для комплексных чисел print(complex(-3, 4)) print(abs(complex(-3, 4))) > (-3+4j) > 5.0

Если вспомнить, что комплексное число выглядит так: z = x + i y, а его модуль вычисляется по формуле:

Можно заметить, что abs() возвращает значения разных типов. Это зависит от типа аргумента:

print(type(abs(1))) > print(type(abs(1.0))) > print(type(abs(complex(1.0, 1.0))))

print(type(math.fabs(complex(2,3)))) > TypeError: can’t convert complex to float

Для начала работы с fabs() необходимо импортировать модуль math с помощью следующей инструкции:

Мы уже выяснили, что fabs() не работает с комплексными числами, поэтому проверим работу функции на вещественных:

print(math.fabs(-10)) print(math.fabs(0)) print(math.fabs(10)) > 10.0 > 0.0 > 10.0

Источник

Абстрактные классы и интерфейсы в Питоне

Абстрактные базовые классы и интерфейсы — близкие по назначению и смыслу сущности. Как первые, так и вторые представляют собой своеобразный способ документирования кода и помогают ограничить (decouple) взаимодействие отдельных абстракций в программе (классов).

Питон — очень гибкий язык. Одна из граней этой гибкости — возможности, предоставляемые метапрограммированием. И хотя в ядре языка абстрактные классы и интерфейсы не представлены, первые были реализованы в стандартном модуле abc, вторые — в проекте Zope (модуль zope.interfaces).

Нет смысла одновременно использовать и то и другое, и поэтому каждый программист должен определить для себя, какой инструмент использовать при проектировании приложений.

2 Абстрактные базовые классы (abс)

Начиная с версии языка 2.6 в стандартную библиотеку включается модуль abc, добавляющий в язык абстрактные базовые классы (далее АБК).

АБК позволяют определить класс, указав при этом, какие методы или свойства обязательно переопределить в классах-наследниках:

Таким образом, если мы хотим использовать в коде объект, обладающий возможностью перемещения и определенной скоростью, то следует использовать класс Movable в качестве одного из базовых классов.

Наличие необходимых методов и атрибутов объекта теперь гарантируется наличием АБК среди предков класса:

Видно, что понятие АБК хорошо вписывается в иерархию наследования классов, использовать их легко, а реализация, если заглянуть в исходный код модуля abc, очень проста. Абстрактные классы используются в стандартных модулях collections и number, задавая необходимые для определения методы пользовательских
классов-наследников.

Подробности и соображения по поводу использования АБК можно найти в PEP 3119
(http://www.python.org/dev/peps/pep-3119/).

3 Интерфейсы (zope.interfaces)

Реализация проекта Zope в работе над Zope3 решила сделать акцент на компонентной архитектуре; фреймворк превратился в набор практически независимых компонент. Клей, соединяющий компоненты — интерфейсы и основывающиеся на них адаптеры.

Модуль zope.interfaces — результат этой работы.

В простейшем случае использвание интерфейсов напоминает примерение АБК:

В интерфейсе декларативно показывается, какие атрибуты и методы должны быть у объекта. Причем класс реализует (implements) интерфейс, а объект класса — предоставляет (provides). Следует обратить внимание на разницу между этими понятиями!

«Реализация» чем-либо интерфейса означает, что только «производимая» сущность будет обладать необходимыми свойствами; а «предоставление» интерфейса говорит о конкретных возможностях оцениваемой сущности. Соответственно, в Питоне классы, кстати, могут как реализовывать, так и предоставлять интерфейс.

На самом деле декларация implement(IVehicle) — условность; просто обещание, что данный класс и его объекты ведут себя именно таким образом. Никаких реальных проверок проводиться не будет

Видно, что в простейших случаях интерфейсы только усложняют код, как, впрочем, и АБК

Компонентная архитектура Zope включает еще одно важное понятие — адаптеры. Вообще говоря, это простой шаблон проектирования, корректирующий один класс для использования где-то, где требуется иной комплект методов и атрибутов. Итак,

4 Адаптеры

Предположим, что имеется пара классов, Guest и Desk. Определим интерфейсы к ним, плюс класс, реализующий интерфейс Guest:

Адаптер должен учесть анонимного гостя, зарегистрировав в списке имен:

Существует реестр, который ведет учет адаптеров по интерфейсам. Благодаря ему можно получить адаптер, передав в вызов класса-интерфейса адаптируемый объект. Если адаптер не зарегистрирован, то вернется второй аргумент интерфейса:

Такую инфраструктуру удобно использовать для разделения кода на компоненты и их связывания.

Один из ярчайших примеров использования такого подхода помимо самого Zope — сетевой фреймворк Twisted, где изрядная часть архитектуры опирается на интерфейсы из zope.interfaces.

5 Вывод

При ближайшем рассмотрении оказывается, что интерфейсы и абстрактные базовые классы — разные вещи.

Абстрактные классы в основном жестко задают обязательную интерфейсную часть. Проверка объекта на соответствие интерфейсу абстрактного класса проверяется при помощи встроенной функции isinstance; класса — issubclass. Абстрактный базовый класс должен включаться в иерархию в виде базового класса либо mixin`а.

Минусом можно считать семантику проверок issubclass, isinstance, которые пересекаются с обычными классами (их иерархией наследования). На АБК не выстраивается никаких допонительных абстракций.

Интерфейсы — сущность декларативная, они не ставят никаких рамок; просто утверждается, что класс реализует, а его объект предоставляет интерфейс. Семантически утверждения implementedBy, providedBy являются более корректными. На такой простой базе удобно выстраивать компонентную архитектуру при помощи адапетров и других производных сущностей, что и делают крупные фреймворки Zope и Twisted.

Надо понимать, что использование обоих инструментов имеет смысл только при построении и использовании сравнительно крупных ООП-систем — фреймворков и библиотек, в малых программах они могут только запутать и усложнить код код лишними абстракциями.

Источник

Абстрактные базовые классы (ABC)

Введение

Примеры

Установка метакласса ABCMeta

Абстрактные классы полезны для определения и реализации абстракций классов на высоком уровне, аналогично концепции интерфейсов в типизированных языках, без необходимости реализации метода.

Один концептуальный подход к определению абстрактного класса состоит в том, чтобы заглушить методы класса, а затем вызвать NotImplementedError при обращении к нему. Это предотвращает доступ дочерних классов к родительским методам без их переопределения. Вот так:

Теперь можно просто создать подкласс и переопределить:

Почему / Как использовать ABCMeta и @abstractmethod

Абстрактные базовые классы (ABC) определяют, какие производные классы реализуют конкретные методы из базового класса.

Чтобы понять, как это работает и почему мы должны его использовать, давайте рассмотрим пример, который понравился бы Ван Россуму. Допустим, у нас есть базовый класс «MontyPython» с двумя методами (joke & punchline), который должен быть реализован всеми производными классами.

Когда мы создаем объект и называем это два метода, мы получим ошибку (как и ожидалось) с punchline() метод.

Однако это все еще позволяет нам создавать экземпляр объекта класса ArgumentClinic без получения ошибки. На самом деле мы не получим ошибку, пока не найдем punchline ().

Этого можно избежать, используя модуль Abstract Base Class (ABC). Давайте посмотрим, как это работает на том же примере:

На этот раз, когда мы пытаемся создать экземпляр объекта из неполного класса, мы немедленно получаем TypeError!

В этом случае легко завершить класс, чтобы избежать любых ошибок типа:

На этот раз, когда вы создаете экземпляр объекта, он работает!

Синтаксис

Параметры

Примечания

Научим основам Python и Data Science на практике

Это не обычный теоритический курс, а онлайн-тренажер, с практикой на примерах рабочих задач, в котором вы можете учиться в любое удобное время 24/7. Вы получите реальный опыт, разрабатывая качественный код и анализируя реальные данные.

Источник

Абстракция в Python – простое объяснение

Абстракция используется, чтобы скрыть внутренние характеристики функции от пользователей. Пользователи взаимодействуют только с базовой реализацией функции, но внутренняя работа скрыта. Пользователь знаком с тем, «что делает функция», но не знает, «как она работает».

Проще говоря, мы все пользуемся смартфоном и хорошо знакомы с его функциями, такими как камера, диктофон, набор номера и т. д., но мы не знаем, как эти операции выполняются в фоновом режиме. Возьмем другой пример – когда мы используем пульт от телевизора для увеличения громкости. Мы не знаем, как нажатие клавиши увеличивает громкость телевизора. Известно только, что нужно нажимать кнопку «+», чтобы увеличить громкость.

Это именно та абстракция, которая работает в объектно-ориентированной концепции.

Почему важна абстракция?

В Python абстракция используется, чтобы скрыть незначимые данные или класс, чтобы уменьшить сложность. Это также повышает эффективность приложения. Далее мы узнаем, как добиться абстракции в Python.

Классы абстракции в Python

Абстракция в Python может быть достигнута с помощью абстрактных классов и интерфейсов.

Класс, состоящий из одного или нескольких абстрактных методов, называется абстрактным классом. Абстрактные методы не содержат своей реализации. Абстрактный класс может быть унаследован подклассом, а абстрактный метод получает свое определение в подклассе. Классы абстракции должны быть прототипом другого класса. Абстрактный класс может быть полезен при разработке больших функций, а также для предоставления стандартного интерфейса для различных реализаций компонентов. Python предоставляет модуль abc для использования абстракции в программе Python. Рассмотрим следующий синтаксис.

Мы импортируем класс ABC из модуля abc.

Абстрактные базовые классы

Абстрактный базовый класс – это общая прикладная программа интерфейса для набора подклассов. Его может использовать сторонний поставщик, который предоставит такие реализации, как плагины. Это также полезно, когда мы работаем с большой базой кода, трудно запомнить все классы.

Работа абстрактных классов

В отличие от других языков высокого уровня, Python не предоставляет самого абстрактного класса. Нам нужно импортировать модуль abc, который обеспечивает основу для определения абстрактных базовых классов (ABC). ABC работает, декорируя методы базового класса как абстрактные. Он регистрирует конкретные классы как реализацию абстрактной базы. Мы используем @abstractmethod декоратор для определения абстрактного метода или, если мы не предоставляем определение методу, он автоматически становится абстрактным методом. Давайте разберемся в следующем примере.

В приведенном выше коде мы импортировали модуль abc для создания абстрактного базового класса. Мы создали класс Car, который унаследовал класс ABC, и определили абстрактный метод с именем mileage(). Затем мы унаследовали базовый класс от трех разных подклассов и по-разному реализовали абстрактный метод. Мы создали объекты для вызова абстрактного метода.

Разберемся еще на одном примере.

В приведенном выше коде мы определили абстрактный базовый класс с именем Polygon, а также определили абстрактный метод. Этот базовый класс наследуется различными подклассами. Мы реализовали абстрактный метод в каждом подклассе. Мы создали объект подклассов и вызываем метод side(). В игру вступают скрытые реализации метода side() внутри каждого подкласса. Абстрактный метод side(), определенный в абстрактном классе, никогда не вызывается.

Что следует помнить

Ниже приведены моменты, которые мы должны помнить об абстрактном базовом классе в Python:

Абстракция необходима для сокрытия подробных функций от пользователей. Мы рассмотрели все основные концепции абстракции в Python.

Источник