Что такое абстрактные классы?

Абстрактные классы — это классы, которые нельзя непосредственно инстанцировать. Они служат шаблонами или базой для других классов. Основная цель абстрактных классов — определить общий интерфейс для набора подклассов, требуя от них реализации определенных методов.

Ключевые особенности:

• Нельзя создать экземпляр: Вы не можете создать объект напрямую из абстрактного класса.
• Могут содержать абстрактные и конкретные методы: Абстрактные методы объявляются, но не реализуются в абстрактном классе. Подклассы должны их реализовать. Конкретные методы имеют реализацию в абстрактном классе и наследуются подклассами.
• Определяют интерфейс: Абстрактные классы гарантируют, что все подклассы будут иметь определенный набор методов.
• Используются для наследования: Они служат основой для других классов.

В Python абстрактные классы реализуются с использованием модуля abc (Abstract Base Classes).

import abc

class Animal(abc.ABC): # Объявление абстрактного базового класса

    @abc.abstractmethod
    def make_sound(self): # Абстрактный метод
        pass

    def walk(self): # Конкретный метод
        print("Walking...")

class Dog(Animal):
    def make_sound(self): # Обязательная реализация абстрактного метода
        print("Woof!")

class Cat(Animal):
    def make_sound(self): # Обязательная реализация абстрактного метода
        print("Meow!")

# animal = Animal()  # Вызовет TypeError: Can't instantiate abstract class Animal with abstract methods make_sound

dog = Dog()
dog.make_sound()
dog.walk()

cat = Cat()
cat.make_sound()
cat.walk()

Применение:

• Создание API и фреймворков.
• Обеспечение единообразия в иерархиях классов.
• Разделение интерфейса от реализации.

Отличие от интерфейсов в других языках (например, Java):

В Python абстрактные классы могут содержать как абстрактные, так и конкретные методы, в то время как интерфейсы в Java содержат только сигнатуры методов (до Java 8/9).

# Пример интерфейса (концептуально)
# В Python такого понятия, как чистые интерфейсы без реализации, нет встроено
# абстрактные классы с только абстрактными методами используются для имитации.
class InterfaceExample(abc.ABC):

    @abc.abstractmethod
    def method1(self):
        pass

    @abc.abstractmethod
    def method2(self):
        pass