Абстрактные классы: ABC и @abstractmethod

Утиная типизация гибка, но не гарантирует ничего: забыли реализовать метод — AttributeError вылезет в рантайме, далеко от места ошибки. Абстрактные классы объявляют контракт заранее: «каждый потомок обязан уметь cost()». Python проверит это в момент создания объекта — и не даст собрать заведомо сломанный класс.

Контракт без реализации

Абстрактный класс — класс, у которого часть методов объявлена, но не реализована, а создавать его объекты запрещено. Базой служит класс ABC из модуля abc (Abstract Base Classes), декоратор @abstractmethod помечает обязательные методы. Пока потомок не реализует их все, экземпляр не создать и от него.

from abc import ABC, abstractmethod

class Shipping(ABC):
    @abstractmethod
    def cost(self, weight):
        ...

class CourierShipping(Shipping):
    def cost(self, weight):
        return 300 + weight * 50

class PostShipping(Shipping):
    def cost(self, weight):
        return 150 + weight * 30

for method in [CourierShipping(), PostShipping()]:
    print(method.cost(2))

400
210

Shipping.cost описывает, что должна уметь доставка, но не как: тело метода — многоточие, «здесь ничего нет». CourierShipping и PostShipping дают свои формулы, и цикл работает с ними одинаково — тот же полиморфизм из урока 9, но с гарантией. Попробуем теперь создать объект без реализации:

from abc import ABC, abstractmethod

class Shipping(ABC):
    @abstractmethod
    def cost(self, weight):
        ...

class Pickup(Shipping):
    pass

try:
    Pickup()
except TypeError as error:
    print("Ошибка:", error)

Ошибка: Can't instantiate abstract class Pickup without an implementation for abstract method 'cost'

Шаблонный метод: каркас в базовом классе

Настоящая сила ABC — сочетание абстрактных и обычных методов. Базовый класс фиксирует общий алгоритм и вызывает абстрактные шаги, а потомки подставляют только детали. Приём называют шаблонным методом (template method): каркас написан один раз, меняются лишь ступени.

from abc import ABC, abstractmethod

class Report(ABC):
    def build(self, rows):
        header = self.header()
        body = "; ".join(self.row(value) for value in rows)
        return f"{header}: {body}"

    @abstractmethod
    def header(self):
        ...

    @abstractmethod
    def row(self, value):
        ...

class SalesReport(Report):
    def header(self):
        return "Продажи"

    def row(self, value):
        return f"{value} руб."

report = SalesReport()
print(report.build([120, 340, 90]))

Продажи: 120 руб.; 340 руб.; 90 руб.