模仿 python 中的编译时接口

Question

概括

这个问题首先使用 Java 示例来演示我要实现的目标，然后显示 Python 等效项，我尝试复制编译时行为，但失败了。

Java

在 Java 中，如果派生类未实现抽象基类或接口所需的功能，编译器会立即抛出错误：

使用抽象基 Class

abstract class A {
  abstract int f();
}

class B extends A {
/*
  int f(){
    return 0;
  }  
*/
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("done");
  }
}

注释掉 class B定义中的 function f ：

• javac test.java失败， B is not abstract and does not override abstract method

取消注释 class B定义中的 function f ：

• javac test.java成功

使用界面

interface A {
  int f();
}

class B implements A {
/*
  public int f() {
    return 0;
  } 
*/
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("done");
  }
}

注释掉 class B定义中的 function f ：

• javac test.java失败， B is not abstract and does not override abstract method

取消注释 class B定义中的 function f ：

• javac test.java成功

Python

python 中实际上并不存在接口，但它们应该与typing模块中的Protocol class 非常接近。 abc模块中确实存在抽象基类。

然而，我发现 python 解释器从不抱怨未实现的行为，除非派生的 class B被实例化。

使用抽象基 Class

from abc import abstractmethod, ABC


class A(ABC):
    @abstractmethod
    def f(self) -> int: ...

class B(A): ...

if __name__== "__main__":
    #b = B()
    print("done")

如果我注释掉第 10 行，会发生以下情况：

- `python test.py` succeeds
- `mypy --strict test.py` succeeds

如果我取消注释第 10 行，则会发生以下情况

- `python test.py` fails with `TypeError: Can't instantiate abstract class B with abstract method f`
- `mypy --strict test.py` fails with `Cannot instantiate abstract class "B" with abstract attribute "f"`

使用协议

from typing import Protocol
from abc import abstractmethod

class A(Protocol):
    @abstractmethod
    def f(self) -> int: ...

class B(A): ...

if __name__=="__main__":
  b = B()
  print("done")

就像抽象基础 class 一样，如果我注释掉第 10 行，则会发生以下情况：

- `python test.py` succeeds
- `mypy --strict test.py` succeeds

如果我取消注释第 10 行，则会发生以下情况

- `python test.py` fails with `TypeError: Can't instantiate abstract class B with abstract method f`
- `mypy --strict test.py` fails with `Cannot instantiate abstract class "B" with abstract attribute "f"`

问题

我并不总是在 python 中实例化实现协议或扩展 abc 的必要类。 所以我想模仿 python 中的“编译”时间接口，最好使用mypy 。

这可能吗？ 如果不是，为什么不呢？

Answer 1

我找到了 mypy 的解决方法：装饰器@final 。 例子：

from typing import final

class A(ABC):   
    @abstractmethod
    def f(self) -> int: ...    
    @abstractmethod
    def g(self) -> int: ...

@final
class B(A):    
    def f(self) -> int: ...
    

将引发错误： Mypy: Final class B has abstract attributes "g"

唯一的问题是最终的 class 不能被子类化。