abc

abc 模块提供在 Python 中定义抽象基类-ABC的组件，用于声明抽象方法、约束子类实现，并支持虚拟子类注册。详见 PEP 3119。

abc

定义抽象基类 ABC、@abstractmethod

通过继承 ABC（或使用元类 ABCMeta）并给方法加上 @abstractmethod 装饰器，即可定义抽象基类。含有未实现的抽象方法的类不能实例化。

from abc import ABC, abstractmethod

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def area(self):
        """子类必须实现"""
        pass

    @abstractmethod
    def perimeter(self):
        pass

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, w, h):
        self.w, self.h = w, h

    def area(self):
        return self.w * self.h

    def perimeter(self):
        return 2 * (self.w + self.h)

# Shape()   # TypeError: Can't instantiate abstract class Shape
r = Rectangle(3, 4)
print(r.area())  # 12

抽象方法与 classmethod / staticmethod / property 配合

与 classmethod、staticmethod、property 一起用时，@abstractmethod 应放在最内层（最靠近函数定义）。

from abc import ABC, abstractmethod

class C(ABC):
    @abstractmethod
    def my_abstract_method(self, arg1):
        ...

    @classmethod
    @abstractmethod
    def my_abstract_classmethod(cls, arg2):
        ...

    @staticmethod
    @abstractmethod
    def my_abstract_staticmethod(arg3):
        ...

    @property
    @abstractmethod
    def my_abstract_property(self):
        ...

    @my_abstract_property.setter
    @abstractmethod
    def my_abstract_property(self, val):
        ...

抽象方法可以有实现，子类可通过 super() 调用；未实现的抽象方法必须在具体子类中被重写才能实例化。

虚拟子类 register、__subclasshook__

不通过继承也可让某个类“算作”某 ABC 的子类：用 register(subclass) 注册为虚拟子类，或在该 ABC 上实现 __subclasshook__(cls, subclass) 自定义 issubclass / isinstance 的判定逻辑。

from abc import ABC, abstractmethod

class MyABC(ABC):
    pass

# 将 tuple 注册为 MyABC 的虚拟子类（不改变 tuple 的 MRO）
MyABC.register(tuple)

assert issubclass(tuple, MyABC)
assert isinstance((), MyABC)
# 注意：虚拟子类不会出现在 MRO 中
# print(tuple.__mro__) -> (tuple, object) 不包含MyABC

class MyIterable(ABC):
    @abstractmethod
    def __iter__(self):
        while False:
            yield None

    @classmethod
    def __subclasshook__(cls, C):
        """判断C是否是MyIterable的子类"""
        if cls is MyIterable: 
            """
            避免子类继承该钩子后，将任何拥有 "__iter__" 方法的类都误判为自己的子类
            """
            if any("__iter__" in B.__dict__ for B in C.__mro__):
                return True
        return NotImplemented

# 通过 __subclasshook__，任何在 MRO 里实现 __iter__ 的类都被视为 MyIterable
# 检查 list 是不是 MyIterable 的子类。
assert issubclass(list, MyIterable)

"""
当你调用 issubclass(Sub, MyABC) 时，Python 内部会按以下顺序查找：

直接 MRO 检查：Python 首先检查 MyABC 是否直接出现在 Sub.__mro__ 中。如果是，直接返回 True。

如果 MRO 没对上，Python 会转向 MyABC 的元类（通常是 ABCMeta），调用它的 __subclasscheck__(Sub) 方法。

    在 __subclasscheck__ 内部，逻辑进一步细分：

        检查 __subclasshook__：如果返回 True 或 False，直接以此为准。

        检查虚拟子类表（Registry）：看 Sub 是否通过 MyABC.register(Sub) 被手动注册过。

        检查 Sub 的 MRO 及其基类：如果前面的步骤都返回 NotImplemented，它会递归地检查 Sub 的父类们是否被注册或被钩子认可。
"""

# isinstance 检查 [] 对应的类型是不是 MyIterable，底层是 issubclass(type([]), MyIterable)
assert isinstance([], MyIterable)

与 collections.abc、numbers

• collections.abc：提供 Iterable、Sequence、Mapping、Set 等 ABC，用于类型检查和“协议”约定。
• numbers：提供 Number、Integral、Real、Complex 等数值塔（见 PEP 3141）。

需要做“是否为某类容器/数值”的检查时，可优先使用这两个模块中的 ABC，再结合 abc 自定义抽象基类。