추상 클래스(ABC)는 '@abstractmethod'로 선언된 메서드를 자식 클래스에서 반드시 구현하도록 강제합니다. Python에는 인터페이스 키워드가 없지만 추상 클래스로 유사하게 구현할 수 있습니다.

1. 추상 클래스

파이썬에서 추상 클래스(Abstract Base Class, ABC)는 본문 없이 이름만 선언해둔 메서드(추상 메서드)를 가진 클래스입니다. 자기 자신은 그 메서드를 구현하지 않는 대신, 이를 상속받는 자식 클래스에게 반드시 구현하라고 강제합니다. abc 모듈의 ABC 클래스와 abstractmethod 데코레이터를 사용하여 추상 클래스와 추상 메서드를 정의합니다.

아래와 같이 추상 클래스에 do_something을 정의해놓고 만약 이 클래스를 상속하는 클래스에서 해당 메서드를 재정의하지 않으면 에러가 납니다.

from abc import ABC, abstractmethod

class AbstractClassExample(ABC):

    @abstractmethod
    def do_something(self):
        pass

class Person(AbstractClassExample):

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def print_name(self):
        print(f'제 이름은 {self.name}입니다.')

hojun = Person('hojun')
hojun.print_name()

# 출력
---------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-34-15cbe4aeb172> in <cell line: 17>()
     16
---> 17 hojun = Person('hojun')
     18 hojun.print_name()

TypeError: Can't instantiate abstract 
class Person with abstract method do_something

아래와 같이 추상 클래스에 선언된 메서드를 자식 클래스에서 오버라이딩(재정의)하여 사용해야 합니다.

from abc import ABC, abstractmethod

class AbstractClassExample(ABC):

    @abstractmethod
    def do_something(self):
        pass

class Person(AbstractClassExample):

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def print_name(self):
        print(f'제 이름은 {self.name}입니다.')

    def do_something(self):
        pass

hojun = Person('Jun')
hojun.print_name()

# 출력
제 이름은 Jun입니다.

2. 인터페이스

인터페이스는 객체가 어떤 메서드를 구현해야 하는지 정의한 것입니다. Python에서는 다른 언어들과 달리 인터페이스라는 내장 키워드나 구조가 없습니다. 그러나 추상 클래스를 이용하여 인터페이스처럼 동작하는 클래스를 만들 수 있습니다. 이렇게 추상 클래스로 이를 상속받은 클래스가 특정 메서드를 구현하게 강제함으로써 구조적인 특징을 가질 수 있도록 합니다.

from abc import ABC, abstractmethod

class MyInterface(ABC):

    @abstractmethod
    def method1(self):
        pass

    @abstractmethod
    def method2(self):
        pass

Python 기본 라이브러리를 확인하면 이러한 추상 클래스들이 어떻게 사용되는지 확인할 수 있습니다. 아래 폴더에서 기본적으로 내장되어 있는 라이브러리들을 확인할 수 있습니다. 이 설치 경로는 OS에 따라 다릅니다. Lib > importlib > abc.py와 같은 파일을 확인해보면 추상 클래스가 어떻게 사용되는지 확인할 수 있습니다.

우리가 이미 쓰고 있는 자료형들도 사실 추상 클래스로 묶여 있습니다. collections.abc 모듈이 그 목록을 담고 있는데, 이를 이용하면 "리스트인가"가 아니라 "순회할 수 있는가", "길이를 잴 수 있는가"처럼 능력을 기준으로 확인할 수 있습니다.

from collections.abc import Iterable, Sized

print(isinstance([1, 2, 3], Iterable))  # True
print(isinstance('hello', Iterable))    # True
print(isinstance(10, Iterable))         # False
print(isinstance({1, 2}, Sized))        # True

직접 만든 클래스에 이러한 추상 클래스를 상속시키면, 필요한 매직 메서드를 빠뜨렸을 때 인스턴스 생성 단계에서 바로 잡아줍니다.

from collections.abc import Sized

class Basket(Sized):
    def __init__(self, items):
        self.items = items

    def __len__(self):  # 이 메서드를 지우면 인스턴스를 만들 수 없습니다.
        return len(self.items)

b = Basket([1, 2, 3])
print(len(b))