Clases Abstractas y Protocolos

En el diseño de software orientado a objetos en Python existen dos formas principales de definir contratos e interfaces:

1. Subtipado Nominal (Herencia Explícita): Mediante Clases Base Abstractas (abc.ABC).
2. Subtipado Estructural (Duck Typing Estático): Mediante Protocolos (typing.Protocol, PEP 544).

1. Clases Base Abstractas con abc.ABC #

Una Clase Base Abstracta (ABC) es una clase que no puede instanciarse directamente y sirve como plantilla para obligar a las clases hijas a implementar ciertos métodos.

Se utiliza el módulo estándar abc con la clase ABC y el decorador @abstractmethod:

1from abc import ABC, abstractmethod
2
3class Notificador(ABC):
4    @abstractmethod
5    def enviar(self, destinatario: str, mensaje: str) -> bool:
6        """Obliga a implementar el envío del mensaje."""
7        pass
8
9class NotificadorEmail(Notificador):
10    def enviar(self, destinatario: str, mensaje: str) -> bool:
11        print(f"Enviando Email a {destinatario}: {mensaje}")
12        return True
13
14class NotificadorSMS(Notificador):
15    def enviar(self, destinatario: str, mensaje: str) -> bool:
16        print(f"Enviando SMS a {destinatario}: {mensaje}")
17        return True

⚠️ Si una subclase no implementa todos los @abstractmethod, Python impedirá crear instancias lanzando un TypeError: Can't instantiate abstract class ... with abstract method ....

2. Protocolos y Duck Typing Estructural (typing.Protocol) #

Python es célebre por su filosofía de Duck Typing ("Si camina como un pato y grazna como un pato, es un pato").

Con Protocol (PEP 544), podemos definir interfaces formales sin obligar a las clases a heredar explícitamente de ninguna clase base. El comprobador de tipos (mypy) validará que la clase posea los métodos requeridos por su estructura:

 
1from typing import Protocol
2
3# Definición de la interfaz estructural
4class Dibujable(Protocol):
5    def dibujar(self) -> None: ...
6
7# Clases independientes sin herencia común
8class Circulo:
9    def dibujar(self) -> None:
10        print("Dibujando un círculo ⭕")
11
12class Cuadrado:
13    def dibujar(self) -> None:
14        print("Dibujando un cuadrado ⏹️")
15
16# Función que consume cualquier objeto compatible con el protocolo
17def renderizar(figura: Dibujable) -> None:
18    figura.dibujar()
19
20renderizar(Circulo())
21renderizar(Cuadrado())
Salida de consola
Dibujando un círculo ⭕
Dibujando un cuadrado ⏹️

3. Comparación: ABC vs Protocol #