Что такое модуль collections.abc в Python и для чего он используется?

collections.abc — это модуль в стандартной библиотеке Python, который предоставляет абстрактные базовые классы (Abstract Base Classes, ABCs). Они определяют общие интерфейсы для стандартных типов коллекций, таких как списки, словари и множества.

Основное назначение:

• Определение контрактов: ABCs позволяют создавать собственные классы-коллекции, которые гарантированно поддерживают стандартные операции (например, итерацию, получение длины, доступ по индексу).
• Проверка типов: С помощью isinstance() можно проверить, реализует ли объект определенный интерфейс, даже если он не наследуется напрямую от ABC.

Ключевые абстрактные классы:

• Iterable: Объект, который можно перебирать (реализует __iter__).
• Sized: Объект, у которого можно узнать размер (реализует __len__).
• Container: Объект, который поддерживает проверку на вхождение с помощью in (реализует __contains__).
• Sequence: Неизменяемая последовательность (как tuple).
• MutableSequence: Изменяемая последовательность (как list).
• Mapping: Отображение "ключ-значение" (как dict).

Пример реализации MutableSequence:

Чтобы создать собственный класс, ведущий себя как список, нужно унаследовать его от collections.abc.MutableSequence и реализовать несколько обязательных (абстрактных) методов. Остальные методы (append, reverse, extend и др.) будут унаследованы автоматически.

from collections.abc import MutableSequence

class CustomList(MutableSequence):
    def __init__(self, initial_data=None):
        self._data = list(initial_data) if initial_data is not None else []

    # --- Обязательные методы для реализации ---
    def __getitem__(self, index):
        return self._data[index]

    def __setitem__(self, index, value):
        self._data[index] = value

    def __delitem__(self, index):
        del self._data[index]

    def __len__(self):
        return len(self._data)

    def insert(self, index, value):
        self._data.insert(index, value)

    def __str__(self):
        return str(self._data)

# Теперь наш класс поддерживает все методы списка
my_list = CustomList([1, 2, 3])
my_list.append(4)
print(my_list)  # Вывод: [1, 2, 3, 4]
my_list.reverse()
print(my_list)  # Вывод: [4, 3, 2, 1]

Использование collections.abc помогает писать более надежный и предсказуемый код, соответствующий стандартным интерфейсам Python.