Абстрактные классы

В проекте про скидки базовый класс Discount был «заглушкой»: его метод amount возвращал 0, а подклассы его переопределяли. Но ничто не мешало создать сам Discount или подкласс, где amount забыли, — касса просто посчитала бы скидку 0, и ошибку никто бы не заметил. Нужен способ сказать: «этот класс — только основа для других, а такой-то метод подкласс обязан написать».

ABC и @abstractmethod

Такой класс называется абстрактным (abstract base class, ABC). В Python его объявляют наследником класса ABC из модуля abc стандартной библиотеки, а обязательные методы помечают декоратором @abstractmethod; такой метод называют абстрактным методом (abstract method). Тело абстрактного метода обычно пустое — ...: реализацию дадут подклассы. Декоратор работает только в наследнике ABC: в обычном классе @abstractmethod молча ничего не запрещает.

from abc import ABC, abstractmethod


class Delivery(ABC):
    def __init__(self, title):
        self.title = title

    @abstractmethod
    def cost(self, km):
        ...  # реализацию дадут подклассы

    def describe(self, km):  # обычный метод — пользуется абстрактным
        return f"{self.title}: {self.cost(km)} ₽"


print(Delivery.__name__, issubclass(Delivery, ABC))

Delivery True

Создать экземпляр абстрактного класса нельзя — TypeError сразу при создании, а не где-то потом:

Delivery("какая-то доставка")

TypeError: Can't instantiate abstract class Delivery without an implementation for abstract method 'cost'

То же с подклассом, который реализовал не все абстрактные методы. А подкласс, где все они есть, — обычный класс:

class Pickup(Delivery):
    def cost(self, km):
        return 0


class BrokenCourier(Delivery):
    def cots(self, km):  # опечатка: cost так и не реализован
        return 150 + 30 * km


print(Pickup("самовывоз").describe(5))
try:
    BrokenCourier("курьер")
except TypeError as error:
    print("TypeError:", error)

самовывоз: 0 ₽
TypeError: Can't instantiate abstract class BrokenCourier without an implementation for abstract method 'cost'

from abc import ABC, abstractmethod


class Beverage:  # сделайте класс абстрактным
    def __init__(self, name):
        ...

    def ingredients(self):  # сделайте метод абстрактным
        ...

    def card(self):
        ...

from abc import ABC, abstractmethod


class Beverage(ABC):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    @abstractmethod
    def ingredients(self):
        ...

    def card(self):
        return f"{self.name}: {', '.join(self.ingredients())}"

class Espresso(Beverage):
    def ingredients(self):
        ...


class Latte(Beverage):
    def ingredients(self):
        ...

class Espresso(Beverage):
    def ingredients(self):
        return ["эспрессо"]


class Latte(Beverage):
    def ingredients(self):
        return ["эспрессо", "молоко"]

Шаблонный метод

В card() вы написали обычный метод абстрактного класса, который вызывает абстрактный. Это частый приём — шаблонный метод (template method): базовый класс задаёт порядок действий целиком, а подклассы заполняют отдельные шаги. Порядок не повторяется в каждом подклассе, и по договорённости подклассы шаблонный метод не переопределяют — хотя Python этого не запрещает.

class Report(ABC):
    def render(self):  # шаблон: порядок задан здесь
        lines = [self.title(), "-" * len(self.title())]
        lines += self.lines()
        return "\n".join(lines)

    @abstractmethod
    def title(self):
        ...

    @abstractmethod
    def lines(self):
        ...


class StockReport(Report):
    def __init__(self, stock):
        self.stock = stock

    def title(self):
        return "Остатки"

    def lines(self):
        return [f"{name} — {left} шт." for name, left in self.stock.items()]


print(StockReport({"зёрна": 12, "молоко": 4}).render())

Остатки
-------
зёрна — 12 шт.
молоко — 4 шт.

class SalesReport(Report):
    def __init__(self, sales):
        ...

    def title(self):
        ...

    def lines(self):
        ...

class SalesReport(Report):
    def __init__(self, sales):
        self.sales = sales

    def title(self):
        return "Продажи за день"

    def lines(self):
        return [f"{name}: {count}" for name, count in self.sales.items()]

Абстрактный класс — это договор: «каждый способ доставки умеет cost», «каждый отчёт умеет title и lines». Код, который пользуется такими объектами, может на этот договор полагаться.