Question

我们将遵循 Martelli 的建议，先利用现有的抽象基类（collections.MutableSequence），然后再斗胆自己定义。在示例 11-8 中，我们明确把 FrenchDeck2 声明为 collections.MutableSequence 的子类。

示例 11-8　frenchdeck2.py：FrenchDeck2，collections.MutableSequence 的子类

import collections

Card = collections.namedtuple('Card', ['rank', 'suit'])

class FrenchDeck2(collections.MutableSequence):
  ranks = [str(n) for n in range(2, 11)] + list('JQKA')
  suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split()

  def __init__(self):
    self._cards = [Card(rank, suit) for suit in self.suits
                    for rank in self.ranks]

  def __len__(self):
    return len(self._cards)

  def __getitem__(self, position):
    return self._cards[position]

  def __setitem__(self, position, value):  # ➊
    self._cards[position] = value

  def __delitem__(self, position):  # ➋
    del self._cards[position]

  def insert(self, position, value):  # ➌
    self._cards.insert(position, value)

❶ 为了支持洗牌，只需实现 __setitem__ 方法。

❷ 但是继承 MutableSequence 的类必须实现 __delitem__ 方法，这是 MutableSequence 类的一个抽象方法。

❸ 此外，还要实现 insert 方法，这是 MutableSequence 类的第三个抽象方法。

导入时（加载并编译 frenchdeck2.py 模块时），Python 不会检查抽象方法的实现，在运行时实例化 FrenchDeck2 类时才会真正检查。因此，如果没有正确实现某个抽象方法，Python 会抛出 TypeError 异常，并把错误消息设为"Can't instantiate abstract class FrenchDeck2 with abstract methods __delitem__, insert"。正是这个原因，即便 FrenchDeck2 类不需要 __delitem__ 和 insert 提供的行为，也要实现，因为 MutableSequence 抽象基类需要它们。

如图 11-2 所示，Sequence 和 MutableSequence 抽象基类的方法不全是抽象的。

图 11-2：MutableSequence 抽象基类和 collections.abc 中它的超类的 UML 类图（箭头由子类指向祖先；以斜体显示的名称是抽象类和抽象方法）

FrenchDeck2 从 Sequence 继承了几个拿来即用的具体方法：__contains__、__iter__、__reversed__、index 和 count。FrenchDeck2 从 MutableSequence 继承了 append、extend、pop、remove 和__iadd__。

在 collections.abc 中，每个抽象基类的具体方法都是作为类的公开接口实现的，因此不用知道实例的内部结构。

　要想实现子类，我们可以覆盖从抽象基类中继承的方法，以更高效的方式重新实现。例如，__contains__ 方法会全面扫描序列，可是，如果你定义的序列按顺序保存元素，那就可以重新定义 __contains__ 方法，使用 bisect 函数做二分查找（参见 2.8 节），从而提升搜索速度。

为了充分使用抽象基类，我们要知道有哪些抽象基类可用。接下来介绍集合抽象基类。