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详解Python 用抽象基类避免继承错误

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当我们在Python中使用继承时，我们需要非常小心。可能会出现经典的钻石继承问题。为了避免继承错误，Python提供了抽象基类（Abstract Base Class）。

抽象基类是Python中一个不同寻常的类。不同于我们通常实例化的类，它们不能被实例化。相反，我们用其定义子类的规范，类似于接口。

为了定义一个抽象基类，我们需要使用 Python 中的内置模块 abc（Abstract Base Class，抽象基类）。这个模块为我们提供了一个abc.ABCMeta 元类，通过它我们能够创建抽象基类，并强制所有子类都必须实现其定义的接口。

下面让我们先看一个简单的例子，通过定义一个抽象基类 Shape，来防止我们定义 Circle 和 Rectangle 等图形类时出现错误。

from abc import ABC, abstractmethod

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def area(self) -> float:
        pass

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius: float):
        self._radius = radius

    def area(self) -> float:
        return 3.14159265358979323846*self._radius**2

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width: float, height: float):
        self._width = width
        self._height = height

    def area(self) -> float:
        return self._width*self._height

在这个例子中，我们使用了abstractmethod装饰器来定义一个抽象方法area。而Shape类本身被定义为继承了ABC类。这两个定义使我们创建的Shape类成为了抽象基类。

在创建我们想要创建的子类时，我们必须实现所有抽象方法。在这个例子中，我们定义了两个子类Circle和Rectangle，分别实现了area方法。

下面再来一个例子，我们定义一个名为Equality的抽象基类，并创建了两个子类 EqualsByValue 和 EqualsByReference。这里的目的是比较两个对象是否相等，它们的相等的定义可以是对象的值相等，也可以是对象的引用相等。

from abc import ABC, abstractmethod

class Equality(ABC):
    @abstractmethod
    def __eq__(self, other: 'Equality') -> bool:
        pass

class EqualsByValue(Equality):
    def __init__(self, value):
        self._value = value

    def __eq__(self, other: 'Equality') -> bool:
        if not isinstance(other, EqualsByValue):
            return False
        return self._value == other._value

class EqualsByReference(Equality):
    def __init__(self, obj):
        self._obj = obj

    def __eq__(self, other: 'Equality') -> bool:
        if not isinstance(other, EqualsByReference):
            return False
        return self._obj is other._obj

在这个例子中，Equality类依然被定义为一个抽象基类，拥有一个抽象方法 eq。 EqualsByValue类实现了__eq__方法来比较两个它所包含的值，而EqualsByReference类则实现了__eq__方法来比较两个它所包含的引用。

这些例子展示了如何使用Python中的抽象基类来避免继承错误。我们可以定义子类应该实现的接口，并确保我们的子类实现它。

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