强制实现抽象方法是否不符合Python风格？

Question

在设计类的时候，抽象方法可以非常有用。根据我的了解，Python并没有强制要求子类一定要实现抽象方法的机制。在我的代码中（见下面的例子），我在基类里加入了一个失败的断言，这样如果子类没有实现这个方法，就会在运行时出现错误。这这样做算不算不符合Python的风格呢？

class Dog(Animal):
  def speak(self):
   return "bark"

class Animal():
  def speak(self):
   assert(False) #abstract

Answer 1

好吧，如果你在基础类里没有包含 speak 这个方法，但又不小心用到了它，代码就会出错。问题是，这种情况发生的可能性有多大，以及怎么告诉用户（这里用 NotImplementedError 可能比用断言更合适）。

Answer 2

抽象基类（ABCs）是C++中的一种特性，它和鸭子类型（duck-typing）是相对立的。如果动物类（Animal）没有定义speak这个方法，它就会按照你的意图自动处理，不需要额外的努力。

>>> class Animal(object):
...     pass
... 
>>> class Dog(Animal):
...     def speak(self):
...             print "bark"
... 
>>> animal = Animal()
>>> dog = Dog()
>>> animal.speak()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Animal' object has no attribute 'speak'
>>> dog.speak()
bark

C++和相关语言要求你创建抽象基类，因为抽象基类实际上是一个接口的描述。而Python则不需要编译器强制要求你声明接口，因为它认为用代码来记录一个合同是不必要的，这种合同可以通过其他方式来更好地执行。

Answer 3

其实，Python是有抽象类和抽象方法的：

>>> import abc
>>> 
>>> class IFoo(object):
...     __metaclass__ = abc.ABCMeta
...     
...     @abc.abstractmethod
...     def foo(self):
...         pass
... 
>>> foo = IFoo()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Cant instantiate abstract class IFoo with abstract methods foo
>>> class FooDerived(IFoo):
...     pass
... 
>>> foo = FooDerived()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Cant instantiate abstract class FooDerived with abstract methods foo
>>> class FooImplements(FooDerived):
...     def foo(self):
...         print "foo'ed"
... 
>>> foo = FooImplements()
>>> foo.foo()
foo'ed
>>> 

不过，关于“这算不算Python风格”的问题就有点难说了。如果你是想提供一个抽象基类，以便后面检查某些值是否继承自它，那这样做就不太符合Python的风格，尽管你可以让任意类型成为你基类的抽象子类。另一方面，提供一个抽象基类，让它根据具体子类的实现来实现一些功能，这样做是完全可以的。例如，collections.Sequence和collections.Mapping就是为类似列表和字典的类提供这样的功能；子类可以提供__getitem__方法，并且可以免费获得__contains__等其他功能。

另外，你绝对不应该使用assert()来做其他事情，除了记录代码的预期。如果确实有可能导致assert失败，那就不应该使用assert。优化过的Python（python -O script.py）是不会检查assert的。

补充说明：

如果你在检查一个值的类型：

def foo(bar):
    if not isinstance(bar, AbstractBaz):
        raise ValueError, ("bar must be an instance of AbstractBaz, "
                           "got %s" % type(bar))

如果因为某种原因你不能使用@abstractmethod，但仍然想达到类似的效果，你应该抛出NotImplementedError。你可能想这样做，因为你确实希望有这个类的实例，其中一些可能不需要实现可选的功能。你仍然需要考虑到这个函数可能是通过super()调用的。大致上，这可能看起来像这样。

class Foo(object):
    def bar(self, baz):
        if self.bar.im_func == Foo.bar.im_func:
            raise NotImplementedError, "Subclasses must implement bar"