Pythonはドキュメントが整備された言語ですが、専門的な用語も多く「結局この機能をどう使えば良いんだ」と思ってしまうことがあります。
この間同僚と abc モジュールの話になり、「結局何のメリットがあんのや」という話になりました。私は abc.ABC を使うことが多いのですが、改めて考えるとメリットを説明できなかったので調べてみます。
このモジュールは Python に PEP 3119 で概要が示された 抽象基底クラス (ABC) を定義する基盤を提供します。なぜこれが Python に付け加えられたかについてはその PEP を参照してください。 (ABC に基づいた数の型階層を扱った PEP 3141 と numbers モジュールも参照してください。)
そして抽象基底クラスの説明はこちらです。これはきつい😅
(抽象基底クラス) 抽象基底クラスは duck-typing を補完するもので、 hasattr() などの別のテクニックでは不恰好であったり微妙に誤る (例えば magic methods の場合) 場合にインタフェースを定義する方法を提供します。ABC は仮想 (virtual) サブクラスを導入します。これは親クラスから継承しませんが、それでも isinstance() や issubclass() に認識されます; abc モジュールのドキュメントを参照してください。Python には、多くの組み込み ABC が同梱されています。その対象は、(collections.abc モジュールで) データ構造、(numbers モジュールで) 数、(io モジュールで) ストリーム、(importlib.abc モジュールで) インポートファインダ及びローダーです。 abc モジュールを利用して独自の ABC を作成できます。
abcの提案理由
上の例にあるPEP3119を追ってみます。翻訳を引用していきますが、必要に応じて原文も当たります。
一方で、古典的 OOP 理論家による覗き込み批判の一つは形式化の欠如であり、 何が覗き込まれるかについての場当たり的な性質です。 Python のような言語、つまりオブジェクトのほとんど全ての部分を外部コードが覗き込み、直接アクセスできるような言語においては、オブジェクトが特定のプロトコルに適合しているかどうかを調べるいくつもの異なった方法があります。 たとえば「このオブジェクトは変更可能なシーケンスのコンテナですか?」 という問には、’list’ が基底クラスにあるかどうか探す、’__getitem__’ という名のメソッドを探すといった解答方法が思いつきます。 しかし間違えてはいけないのは、これらのテストが当たり前に見えるとしても、 どちらも正しくないということです。 一方は間違って否定することがあり、もう一方は間違って肯定することがあります。
「呼び出し」は「オブジェクトにメソッド呼び出しを通して働きかけること」で「覗き込み」は「外部のコード(オブジェクトのメソッド以外のもの)が、型やオブジェクトのプロパティを調べたり、その情報に基づいてそのオブジェクトをどのように扱うか決める」ことだと説明されています。原文には'invocation' and 'inspection'とあります。
一方で、古典的 OOP 理論家による覗き込み批判の一つは形式化の欠如であり、 何が覗き込まれるかについての場当たり的な性質です。 Python のような言語、つまりオブジェクトのほとんど全ての部分を外部コードが覗き込み、直接アクセスできるような言語においては、オブジェクトが特定のプロトコルに適合しているかどうかを調べるいくつもの異なった方法があります。 たとえば「このオブジェクトは変更可能なシーケンスのコンテナですか?」 という問には、’list’ が基底クラスにあるかどうか探す、’__getitem__’ という名のメソッドを探すといった解答方法が思いつきます。 しかし間違えてはいけないのは、これらのテストが当たり前に見えるとしても、 どちらも正しくないということです。 一方は間違って否定することがあり、もう一方は間違って肯定することがあります。
abc導入の目的は、「そのオブジェクトに特定のメソッドが存在することを保証すること」のようです。
この PEP はこうしたテストの組織化戦略、抽象基底クラス (Abstract Base Class, ABC) として知られるものを提案します。 抽象基底クラスは単純な Python クラスでオブジェクトの継承ツリーに加えられ、 外部からの覗き込みに対してそのオブジェクトの特定の特性を伝えるものです。 テスト自体は isinstance() を使って行われ、 特定の ABC の存在はそれの定めるテストを通ったことを意味します。
それに加えて、ABC はある型の特徴的な振る舞いを確立する最小メソッド集合を定義します。 ABC に基づいてオブジェクトを判別するコードは、 それらのメソッドの存在を信じることができます。 これらのメソッドのそれぞれは一般化された抽象的な意味の定義を ABC の文書中に見つけることができます。 これら標準的な意味定義は強制力はありませんが、 従うことが強く推奨されます。
具体的な機能
仕様は概要で列挙されたカテゴリーの順番に従います:
3つめは collections.abcの話です。
具体的には「isinstance/issubclassでの判定を正確にすること」「 abstractmethod などのデコレータで、子クラスにメソッドの実装を強制できること」が具体的な機能として挙げられています。
後で調べたい点: typingモジュールとの関連
ここは私自身まだ混乱してます。この間の記事でも調べた構造的部分型も、「メソッドが存在することを保証する」ことが目的なのでどういう関連なのか気になっています。typingモジュールでは構造的部分型もサポートされています。
www.slideshare.net
こちらでも「そのオブジェクトに特定のメソッドが存在することを保証すること」は保証できるはずなので、どう使い分けるのか調べてみたいです。
