Python强制子类重写父类的两种方法实现

Python v3.7.0

方案一（推荐）

定义抽象基类，只要把一个方法定义成抽象方法，那解释器就会要求子类必须重写这个方法，要注意的是，如果抽象方法没有被重写，那么子类在实例化时，就会抛出TypeError异常，而不需要等到调用函数。

import abc

class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):
    @abc.abstractmethod
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def run(self):
        pass

if __name__ == '__main__':
    dog = Dog()

运行以上代码，会抛出异常：

TypeError: Can't instantiate abstract class Dog with abstract methods speak

只有在Dog子类中，重写speak方法，才可以正常实例化子类。

方案二

指定父类方法抛出NotImplementedError异常

class Animal1():
    def speak(self):
        raise NotImplementedError

class Dog1(Animal1):
    def run(self):
        pass

if __name__ == '__main__':
    dog = Dog1()
    dog.speak()

子类中若没有重写speak方法，也可以正常实例化，但是调用此方法时，就会抛出NotImplementedError异常。

补充

在父类中定义的私有方法，其作用范围仅在当前类，若在子类中重写，实际上并不会起效果，原因：以双下划线前缀开头的属性或方法，Python解释器会重写其名称，以便在类被扩展的时候不容易产生冲突，这被称之为名称修饰(name mangling)，如下所示：

class Test:
    def __init__(self):
        self.__foo = True

    def __bar(self):
        return "bar"

t = Test()
print(dir(t))
print(t._Test__foo)
print(t._Test__bar())

输出内容如下，注意列表前两个值，这同时也说明在Python中是没有绝对私有的变量或方法的。

['_Test__bar', '_Test__foo', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']
True
bar

在类的继承中，如果在子类中重写了父类方法，但有时也希望能同时实现父类的功能，最常见的场景之一就是父类构造方法中的初始值无法被继承，可以在子类中使用super 函数来调用父类中的方法，特别是多重继承的情况；如下面的例子：

class Animal:
    def __init__(self):
        self.hungry = True

    def eat(self):
        if self.hungry:
            print('No!')
        else:
            print('Yes!')


class Bird(Animal):
    def __init__(self):
        self.song = '~~~'

    def sing(self):
        print(self.song)

bird = Bird()
bird.sing()   # 正常
bird.eat()    # 抛出异常：AttributeError: 'Bird' object has no attribute 'hungry'

解决的方法是在子类的构造函数中，使用super方法调用父类的构造函数，如下：

class Bird(Animal):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.song = '~~~'

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