PythonのABCモジュールで抽象クラスを作る方法【初心者向け】

初心者向けにPythonのABCモジュールで抽象クラスを作る方法について解説しています。抽象クラスとは継承することを前提としたクラスです。抽象基底クラスの定義と継承方法をサンプルコードを参照しながら学習しましょう。

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PythonのABCモジュールで抽象クラスを作る方法について解説します。

Pythonについてそもそもよく分からないという方は、Pythonとは何なのか解説した記事をまずご覧ください。

 

なお本記事は、TechAcademyのPythonオンライン講座の内容をもとにしています。

 

田島悠介

今回は、Pythonに関する内容だね!

大石ゆかり

どういう内容でしょうか?

田島悠介

ABCモジュールで抽象クラスを作る方法について詳しく説明していくね!

大石ゆかり

お願いします!

 

ABCモジュールとは

ABCモジュールとは、 Python で抽象基底クラス(ABC)を定義するためのモジュールです。抽象基底クラスは、それ自体をインスタンスとして使うのではなく、継承をすることを前提とした親クラス(基底クラス)です。

抽象基底クラスを使うことで、サブクラスのメソッド名を共通化することができます。これによりプログラムの規模が大きくなった場合や、一部の機能のプログラミングを外部に依頼することになった場合の実装を分かりやすく進めることが出来ます。

 

ABCモジュールで抽象クラスを作る方法

ABCモジュールで抽象基底クラスを作るには、以下のように metaclass=abc.ABCMeta を指定します。

また、抽象メソッドも定義することができます。抽象メソッドを定義する場合は @abc.abstractmethod アノテーションを付与してメソッドを記述します。引数の指定は可能ですが、メソッドの内容は記述できないことに注意してください。

import abc

class クラス名(object, metaclass=abc.ABCMeta):
    @abc.abstractmethod
    def 抽象メソッド名(self, 引数, ...):
        # メソッドの内容は記述できない(pass固定)
        pass

その他のメソッドなど、詳細は公式ドキュメントを参考にしてください。

https://docs.python.jp/3/library/abc.html

 

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実際に書いてみよう

今回のサンプルプログラムでは、ABCモジュールを使い抽象基底クラスの定義と継承の方法について確認します。はじめに抽象基底クラスを定義します。

import abc

class Animal(object, metaclass=abc.ABCMeta):
    # 動物を定義するための基底クラス
    
    @abc.abstractmethod
    def sayHello(self):
        # あいさつを返す抽象メソッド
        pass

それでは、この Animal クラスをインスタンス化できるか確認してみましょう。

Animal()

実行結果は以下のようにエラーになります。ABCモジュールを使うことでインスタンス化出来ない抽象基底クラスを定義することができます。

---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
 in ()
----> 1 Animal()

TypeError: Can't instantiate abstract class Animal with abstract methods sayHello

次に、Animal を継承した Dog クラスを定義してみましょう。

class Dog(Animal):
    # 犬を定義
    
    def __init__(self, myname):
        self.myname = myname
    
    def sayHello(self):
        return "こんにちは!私の名前は" + self.myname + "だワン!"

Dogクラスをインスタンス化して sayHello メソッドを実行しています。

d = Dog("ポチ")
d.sayHello()

実行結果は以下のようになります。

'こんにちは!私の名前はポチだワン!'

同様に Aminal クラスを継承したクラスを定義することで、 sayHello というメソッド名を共通化して、それぞれのサブクラスで異なる実装を行うことができます。

 

この記事を監修してくれた方

太田和樹(おおたかずき)
ITベンチャー企業のPM兼エンジニア

普段は主に、Web系アプリケーション開発のプロジェクトマネージャーとプログラミング講師を行っている。守備範囲はフロントエンド、モバイル、サーバサイド、データサイエンティストと幅広い。その幅広い知見を生かして、複数の領域を組み合わせた新しい提案をするのが得意。

開発実績:画像認識技術を活用した駐車場混雑状況把握(実証実験)、音声認識を活用したヘルプデスク支援システム、Pepperを遠隔操作するアプリの開発、大規模基幹系システムの開発・導入マネジメント

地方在住。仕事のほとんどをリモートオフィスで行う。通勤で消耗する代わりに趣味のDIYや家庭菜園、家族との時間を楽しんでいる。

 

大石ゆかり

内容分かりやすくて良かったです!

田島悠介

ゆかりちゃんも分からないことがあったら質問してね!

大石ゆかり

分かりました。ありがとうございます!

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