__slots__、__abstractmethods__、__init_subclass__
May 11, 2022若想控制能指定給物件的屬性名稱，可以在定義類別時指定 __slots__，若想指明某些特性是抽象方法，可以指定 __abstractmethods__，如果子類別定義時希望獲得通知，父類別可以實作 __init_subclass__ 方法。
__slots__ 屬性清單
__slots__ 屬性必須是個字串清單，列出可指定給物件的屬性名稱。例如，若想限制 Some 的實例只能有 a、b 屬性，可以如下：
>>> class Some:
... __slots__ = ['a', 'b']
...
>>> Some.__dict__.keys()
['a', '__module__', 'b', '__slots__', '__doc__']
>>> s = Some()
>>> s.a
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: a
>>> s.a = 10
>>> s.a
10
>>> s.b = 20
>>> s.b
20
>>> s.c = 30
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Some' object has no attribute 'c'
>>>
雖然 __slots__列出的屬性，就存在於類別的 __dict__，但在指定屬性給實例前，不可以直接存取該屬性，而且只有 __slots__ 列出的屬性，才能被指定給實例。
若類別定義時指定了 __slots__，從類別建構出來的實例就不會有 __dict__ 屬性。例如：
>>> s = Some()
>>> s.__dict__
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Some' object has no attribute '__dict__'
>>>
可以在 __slots__ 包括 '__dict__' 名稱，讓實例擁有 __dict__ 屬性，這麼一來，若指定的屬性名稱不在 __slots__ 的清單中，就會被放到自行指定的 __dict__ 清單，此時若要列出實例的全部屬性，就要同時包括 __dict__ 與 __slots__ 中列出的屬性。例如：
>>> class Some:
... __slots__ = ['a', 'b', '__dict__']
...
>>> s = Some()
>>> s.__dict__
{}
>>> s.a = 10
>>> s.b = 20
>>> s.c = 30
>>> s.__dict__
{'c': 30}
>>> for attr in list(s.__dict__) + s.__slots__:
... print(attr, getattr(s, attr))
...
c 30
a 10
b 20
__dict__ {'c': 30}
>>>
__slots__ 中的屬性，Python 會實作為描述器。
__slots__ 屬性最好被作為類別屬性來使用，尤其是在有繼承關係的場合中，父類別定義的 __slots__，僅能透過父類別來取得，而子類別的 __slots__ 只能透過子類別來取得。
在尋找實例上可設定的屬性時，基本上會對照父類別與子類別中的 __slots__ 清單；然而，由於定義了 __slots__ 的類別，實例才不會有 __dict__ 屬性，因此若父類別沒有定義 __slots__，子類別即使定義了 __slots__，以子類別建構出來的實例，仍會具有 __dict__屬性：
>>> class P:
... pass
...
>>> class C(P):
... __slots__ = ['c']
...
>>> o = C()
>>> o.a = 10
>>> o.b = 10
>>> o.c = 10
>>> o.__dict__
{'a': 10, 'b': 10}
>>>
反之亦然，如果父類別定義了 __slots__，子類別沒有定義自己的 __slots__，子類別建構出來的實例也會有 __dict__。例如：
>>> class P:
... __slots__ = ['c']
...
>>> class C(P):
... pass
...
>>> o = C()
>>> o.a = 10
>>> o.b = 10
>>> o.c = 10
>>> o.__dict__
{'a': 10, 'b': 10}
>>>
__abstractmethods__ 抽象方法
在〈共同行為與 is a〉談過抽象方法，可以透過 abc 模組的 ABC 以及 @abstractmethod 來定義，想知道實現方式的話，必須瞭解 metaclass 的作用及裝飾器的實作，然而就目前可以知道的是，可以定義類別的 __abstractmethods__，指明某些特性是抽象方法。例如：
>>> class AbstractX:
... def doSome(self):
... pass
... def doOther(self):
... pass
...
>>> AbstractX.__abstractmethods__ = frozenset({'doSome', 'doOther'})
>>> x = AbstractX()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class AbstractX with abstract methods doOther, doSome
>>>
在類別建立之後可指定 __abstractmethods__屬性，__abstractmethods__ 接受集合物件，集合物件中的字串表明哪些方法是抽象方法，如果一個類別的 __abstractmethods__ 集合物件不為空，那它是個抽象類別，不可以直接實例化。
然而，子類別看不到父類別的 __abstractmethods__，因此沒有檢查是否實作了抽象方法的作用，例如：
>>> class ConcreteX(AbstractX):
... pass
...
>>> x = ConcreteX()
>>> ConcreteX.__abstractmethods__
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: __abstractmethods__
>>>
這是因為 __abstractmethods__ 只是個標示，表明目前這個類別會有抽象方法，不可以實例化罷了！
__init_subclass__ 初始子類別
Python 3.6 以後，類別定義時可以建立 __init_subclass__ 方法，若有子類別定義，就會呼叫該方法，例如：
>>> class P:
... def __init_subclass__(clz):
... print("子類別" + str(clz))
...
>>> class C(P):
... pass
...
子類別<class '__main__.C'>
>>>
因此這就有了機會，對子類別進行驗證或其他處理，例如，來簡單地檢驗子類別是否實現了抽象方法：
class AbstractX:
def doSome(self):
...
def __init_subclass__(clz):
attrs = vars(clz)
if any(not method in attrs for method in AbstractX.__abstractmethods__):
raise AttributeError(
'必須實作抽象方法' + str(list(AbstractX.__abstractmethods__))
)
AbstractX.__abstractmethods__ = frozenset({'doSome'})
class ConcreteX(AbstractX):
...
若執行這段程式，因為 ConcreteX 沒有實作 doSome，就會引發以下的錯誤：
Traceback (most recent call last):
File "C:\workspace\test.py", line 13, in <module>
class ConcreteX(AbstractX):
File "C:\workspace\test.py", line 8, in __init_subclass__
raise AttributeError('必須實作抽象方法' + str(list(AbstractX.__abstractmethods__)))
AttributeError: 必須實作抽象方法['doSome']
