الأصناف والدوال المجردة

الفئات المجرّدة هي فئات لا يمكن إنشاء كائنات منها مباشرةً، وتحتوي على أساليب مجرّدة يجب أن تنفّذها الفئات الفرعية.

تخيّل الأمر كنموذج: الفئة المجرّدة أشبه بنموذج إلزامي، بعض حقوله مطلوبة (الأساليب المجرّدة) وبعضها اختياري (الأساليب الفعلية). لا يمكنك إرسال النموذج نفسه؛ بل يجب أن تملأ جميع الحقول المطلوبة أولًا. وبالمثل، لا يمكنك إنشاء كائنات من فئة مجرّدة حتى تُنفَّذ جميع الأساليب المجرّدة في فئة فرعية.

استورد وحدة abc لإنشاء فئات مجرّدة:

from abc import ABC, abstractmethod

أنشئ فئة مجرّدة تحتوي على أساليب مجرّدة:

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def area(self):
        pass
    
    @abstractmethod
    def perimeter(self):
        pass
    
    def describe(self):
        return "This is a shape"  # دالة مُنفَّذة (لها تنفيذ)

تُحدِّد أداة التزيين @abstractmethod الطرق التي يجب أن تنفّذها الفئات الفرعية — فهذه هي «الحقول المطلوبة» في نموذجك. أما الطرق العادية مثل describe()، فيمكن أن يكون لها تنفيذ وتُورَث كما هي — فهذه هي «الحقول المعبأة مسبقًا».

لماذا نستخدم الأصناف المجرّدة؟ إنها تفرض عقدًا. إذا أنشأت صنفًا باسم Shape، فأنت تقول: «يجب أن يكون كل شكل قادرًا على حساب مساحته ومحيطه». وهذا يمنع الأخطاء التي قد تقع فيها إذا نسيت تنفيذ طرائق أساسية.

حاول إنشاء مثيل من الصنف المجرّد:

# سيؤدي هذا إلى حدوث خطأ:
# shape = Shape()  # TypeError: لا يمكن إنشاء مثيل من فئة مجردة

هذا الخطأ مقصود — إنه أشبه بمحاولة إرسال نموذج فارغ. تقول Python: «لم تملأ الحقول المطلوبة (طريقتَي المساحة والمحيط) بعد!»

أنشئ صنفًا فرعيًا ملموسًا ينفّذ جميع الأساليب المجرّدة:

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius
    
    def area(self):
        return 3.14 * self.radius ** 2
    
    def perimeter(self):
        return 2 * 3.14 * self.radius

الآن «أكملنا جميع الحقول المطلوبة» — لقد نفّذنا كلًا من area() وperimeter(). أصبح الصنف Circle الآن صنفًا ملموسًا مكتملًا يمكن إنشاء كائن منه.

والآن يمكنك إنشاء مثيلات من الفئة الملموسة:

circle = Circle(5)
print(circle.area())
print(circle.perimeter())
print(circle.describe())  # طريقة فعلية موروثة

أنشئ صنفًا فرعيًا ملموسًا آخر:

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
    
    def area(self):
        return self.width  self.height
    
    def perimeter(self):
        return 2 * (self.width + self.height)

rectangle = Rectangle(4, 6)
print(rectangle.area())
print(rectangle.perimeter())

الناتج:

78.5
31.400000000000002
This is a shape
24
20

تحدّد الفئات المجرّدة عقدًا يجب أن تلتزم به الفئات الفرعية. استخدم ABC و@abstractmethod لإنشاء فئات مجرّدة. يجب على الفئات الفرعية تنفيذ جميع الأساليب المجرّدة، وإلا فستكون مجرّدة هي الأخرى. وهذا يضمن الاتساق ويمنع التطبيقات غير المكتملة.