Python抽象基类中__subclasshook__方法的使用并实现自己的虚拟子类

Python的鸭子特性（duck typing）

Python中自定义的类只要实现了某种特殊的协议，就能赋予那种行为，举一个简单的例子：

class A:
    def __len__(self):
        return 0

a = A()
print(len(a))

如上所示，自己定义了一个类，实现了__len__的魔法方法，就可以使用内置函数len()获取对象长度。如果实现了__getitem__魔法方法，自定义对象就能称为”序列类型”，可以使用类似list序列那样的操作，比如a[1]获取第2个元素......

Python的白鹅特性（抽象基类）

在Java中，有interface接口的概念，而在Python中没有这个概念，取而代之的是抽象基类。在Python中定义一个抽象基类如下：

import abc
class Base(abc.ABC):
    
    @abc.abstractmethod
    def func(self):
        """doc"""

只需要实现func的接口即可

class MyClass(Base):
    def func(self):
        pass

Python虚拟子类（使用subclasshook）

Python原生定义了抽象基类Sized，里面实现了__len__方法，我们可以自定义类来继承Sized，实现里面的__len__方法，Sized源码如下：

class Sized(metaclass=ABCMeta):

    __slots__ = ()

    @abstractmethod
    def __len__(self):
        return 0

    @classmethod
    def __subclasshook__(cls, C):
        if cls is Sized:
            return _check_methods(C, "__len__")
        return NotImplemented

如上所示，我们看到了它实现了__subclasshook__方法，检查子类和子类的mro上所有的类是否有__len__方法，如果没有，返回NotImplemented。当然我们不必继承Sized，而是使用虚拟子类（virtual subclass）技术，只实现__len__协议，隐式继承了Sized。

下面我们仿造Sized自定义一个抽象基类

import abc

class Base(abc.ABC):

    @abc.abstractmethod
    def my_protocol(self):
        """自定义协议"""

    @classmethod
    def __subclasshook__(cls, subclass):
        if cls is Base:
            if any("my_protocol" in B.__dict__ for B in subclass.__mro__):
                return True

        return NotImplemented

接下来我们定义一个子类，隐式继承Base

#并没有显式继承Base
class MyClass:
    def my_protocol(self):
        pass


if __name__ == '__main__':
    k = MyClass()
    print(isinstance(k, Base))  
    #True
    print(issubclass(MyClass, Base))
    #True
    print(Base._abc_impl)

如上所示，我们只需要实现my_protocol协议，就会隐式继承自抽象基类，这样就实现了虚拟子类的创建