Python中纯虚函数是否可行或值得？

Question

我可能是从一个不同的思维方式出发，因为我主要是个C++程序员。这个问题和Python中的面向对象编程（OOP）有关，特别是关于纯虚方法的。这里有一段我从这个问题改编的代码示例。

class Animal():
    def speak(self):
        print("...")

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print("meow")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print("woof")

my_pets = [Dog(), Cat(), Dog()]

for _pet in my_pets:
     _pet.speak()

你可以看到它为不同的派生类调用了speak函数。现在我的问题是，鸭子类型很好，我觉得我已经理解了。但是，在Python中追求更严格的面向对象编程是错的吗？所以我查看了抽象基类，特别是abstractmethod。在我看来，这似乎只是让我能够用super调用基类的方法。有没有什么方法或理由（在Python中）让speak()变成纯虚函数，以至于实现一个没有speak的派生动物会抛出错误？

我认为这样做的理由是，当你编写模块和框架，打算让别人去子类化时，这样可以自我说明他们需要实现这个函数。一个可能非常糟糕的想法是让基类的“纯”函数抛出异常。问题是，这个错误是在运行时才会被发现的！

class VirtualException(BaseException):
    def __init__(self, _type, _func):
        BaseException(self)

class Animal():
    def speak(self):
        raise VirtualException()

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print("meow")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print("woof")

class Wildebeest(Animal):
    def function2(self):
        print("What!")

my_pets = [Dog(), Cat(), Dog(), Wildebeest()]

for _pet in my_pets:
    _pet.speak()

Answer 1

问题是这个错误是在运行时出现的！

嗯，这就是Python……大多数错误都是在运行时出现的。

据我所知，在Python中，处理错误最常见的方式就是你所描述的：让基类的speak方法抛出一个异常：

class Animal():
    def speak(self):
        raise NotImplementedError('You need to define a speak method!')

Answer 2

抽象基类已经可以满足你的需求了。abstractmethod 这个东西和你用 super 调用方法没有关系；其实你本来就可以这样做。它的作用是，任何被 abstractmethod 装饰的方法，子类必须重写这些方法，才能创建这个子类的实例：

Python 3:

>>> class Foo(metaclass=abc.ABCMeta):
...     @abc.abstractmethod
...     def foo(self):
...         pass
...
>>> class Bar(Foo):
...     pass
...
>>> class Baz(Bar):
...     def foo(self):
...         return super(Baz, self).foo()
...
>>> Foo()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class Foo with abstract methods foo
>>> Bar()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class Bar with abstract methods foo
>>> Baz()
<__main__.Baz object at 0x00000210D702E2B0>

Python 2:

>>> class Foo(object):
...     __metaclass__ = abc.ABCMeta
...     @abc.abstractmethod
...     def foo(self): pass
...
>>> class Bar(Foo): pass
...
>>> class Baz(Bar):
...     def foo(self): return super(Baz, self).foo()
...
>>> Foo()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class Foo with abstract methods foo
>>> Bar()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class Bar with abstract methods foo
>>> Baz()
<__main__.Baz object at 0x0000000001EC10B8>