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A Caverna do Patocórnio

Orientação a objetos de outra forma: ABC

eduardoklosowski profile image Eduardo Klosowski Originally published at eduardoklosowski.github.io ・4 min read

Na discussão sobre herança e mixins foram criadas várias classes, como Autenticavel e AutenticavelComRegistro que adicionam funcionalidades a outras classes e implementavam tudo o que precisavam para seu funcionamento. Entretanto podem existir casos em que não seja possível implementar todas as funções na própria classe, deixando com que as classes que a estende implemente essas funções. Uma forma de fazer isso é través das ABC (abstract base classes, ou classes base abstratas).

Sem uso de classes base abstratas

Um exemplo de classe que não é possível implementar todas as funcionalidades foi dada no texto Encapsulamento da lógica do algoritmo, que discutia a leitura de valores do teclado até que um valor válido fosse lido (ou que repete a leitura caso um valor inválido tivesse sido informado). Nesse caso a classe ValidaInput implementava a lógica base de funcionamento, porém eram suas classes filhas (ValidaNomeInput e ValidaNotaInput) que implementavam as funções para tratar o que foi lido do teclado e verificar se é um valor válido ou não.

class ValidaInput:
    mensagem_valor_invalido = 'Valor inválido!'

    def ler_entrada(self, prompt):
        return input(prompt)

    def transformar_entrada(self, entrada):
        raise NotImplementedError

    def validar_valor(self, valor):
        raise NotImplementedError

    def __call__(self, prompt):
        while True:
            try:
                valor = self.transformar_entrada(self.ler_entrada(prompt))
                if self.validar_valor(valor):
                    break
            except ValueError:
                ...
            print(self.mensagem_valor_invalido)
        return valor


class ValidaNomeInput(ValidaInput):
    mensagem_valor_invalido = 'Nome inválido!'

    def transformar_entrada(self, entrada):
        return entrada.strip().title()

    def validar_valor(self, valor):
        return valor != ''


class ValidaNotaInput(ValidaInput):
    mensagem_valor_invalido = 'Nota inválida!'

    def transformar_entrada(self, entrada):
        return float(entrada)

    def validar_valor(self, valor):
        return 0 <= valor <= 10
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Entretanto, esse código permite a criação de objetos da classe ValidaInput mesmo sem ter uma implementação das funções transformar_entrada e validar_valor. E a única mensagem de erro ocorreria ao tentar executar essas funções, o que poderia estar longe do problema real, que é a criação de um objeto a partir de uma classe que não prove todas as implementações das suas funções, o que seria semelhante a uma classe abstrata em outras linguagens.

obj = ValidaInput()

# Diversas linhas de código

obj('Entrada: ')  # Exceção NotImplementedError lançada
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Com uso de classes base abstratas

Seguindo a documentação da ABC, para utilizá-las é necessário informar a metaclasse ABCMeta na criação da classe, ou simplesmente estender a classe ABC, e decorar com abstractmethod as funções que as classes que a estenderem deverão implementar. Exemplo:

from abc import ABC, abstractmethod


class ValidaInput(ABC):
    mensagem_valor_invalido = 'Valor inválido!'

    def ler_entrada(self, prompt):
        return input(prompt)

    @abstractmethod
    def transformar_entrada(self, entrada):
        ...

    @abstractmethod
    def validar_valor(self, valor):
        ...

    def __call__(self, prompt):
        while True:
            try:
                valor = self.transformar_entrada(self.ler_entrada(prompt))
                if self.validar_valor(valor):
                    break
            except ValueError:
                ...
            print(self.mensagem_valor_invalido)
        return valor
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Desta forma, ocorrerá um erro já ao tentar criar um objeto do tipo ValidaInput, dizendo quais são as funções que precisam ser implementadas. Porém funcionará normalmente ao criar objetos a partir das classes ValidaNomeInput e ValidaNotaInput visto que elas implementam essas funções.

obj = ValidaInput()  # Exceção TypeError lançada

nome_input = ValidaNomeInput()  # Objeto criado
nota_input = ValidaNotaInput()  # Objeto criado
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Como essas funções não utilizam a referência ao objeto (self), ainda é possível decorar as funções com staticmethod, como:

from abc import ABC, abstractmethod


class ValidaInput(ABC):
    mensagem_valor_invalido = 'Valor inválido!'

    @staticmethod
    def ler_entrada(prompt):
        return input(prompt)

    @staticmethod
    @abstractmethod
    def transformar_entrada(entrada):
        ...

    @staticmethod
    @abstractmethod
    def validar_valor(valor):
        ...

    def __call__(self, prompt):
        while True:
            try:
                valor = self.transformar_entrada(self.ler_entrada(prompt))
                if self.validar_valor(valor):
                    break
            except ValueError:
                ...
            print(self.mensagem_valor_invalido)
        return valor


class ValidaNomeInput(ValidaInput):
    mensagem_valor_invalido = 'Nome inválido!'

    @staticmethod
    def transformar_entrada(entrada):
        return entrada.strip().title()

    @staticmethod
    def validar_valor(valor):
        return valor != ''


class ValidaNotaInput(ValidaInput):
    mensagem_valor_invalido = 'Nota inválida!'

    @staticmethod
    def transformar_entrada(entrada):
        return float(entrada)

    @staticmethod
    def validar_valor(valor):
        return 0 <= valor <= 10
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Isso também seria válido para funções decoradas com classmethod, que receberiam a referência a classe (cls).

Considerações

Não é necessário utilizar ABC para fazer o exemplo discutido, porém ao utilizar essa biblioteca ficou mais explícito quais as funções que precisavam ser implementados nas classes filhas, ainda mais que sem utilizar ABC a classe base poderia nem ter as funções, com:

class ValidaInput:
    mensagem_valor_invalido = 'Valor inválido!'

    def ler_entrada(self, prompt):
        return input(prompt)

    def __call__(self, prompt):
        while True:
            try:
                valor = self.transformar_entrada(self.ler_entrada(prompt))
                if self.validar_valor(valor):
                    break
            except ValueError:
                ...
            print(self.mensagem_valor_invalido)
        return valor
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Como Python possui duck-typing, não é necessário uma grande preocupação com os tipos, como definir e utilizar interfaces presentes em outras implementações de orientação a objetos, porém devido à herança múltipla, ABC pode ser utilizada como interface que não existe em Python, fazendo com que as classes implementem determinadas funções. Para mais a respeito desse assunto, recomendo as duas lives do dunossauro sobre ABC (1 e 2), e a apresentação do Luciano Ramalho sobre type hints.

Uma classe filha também não é obrigada a implementar todas as funções decoradas com abstractmethod, mas assim como a classe pai, não será possível criar objetos a partir dessa classe, apenas de uma classe filha dela que implemente as demais funções. Como se ao aplicar um abstractmethod tornasse a classe abstrata, e qualquer classe filha só deixasse de ser abstrata quando a última função decorada com abstractmethod for sobrescrita. Exemplo:

from abc import ABC, abstractmethod


class A(ABC):
    @abstractmethod
    def func1(self):
        ...

    @abstractmethod
    def func2(self):
        ...


class B(A):
    def func1(self):
        print('1')


class C(B):
    def func2(self):
        print('2')


a = A()  # Erro por não implementar func1 e func2
b = B()  # Erro por não implementar func2
c = C()  # Objeto criado
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