面试题：Python抽象类在复杂系统架构中的设计与应用

设计思路

在大型复杂Python系统中，不同模块可能有相似但又不完全相同的行为。通过抽象类和抽象方法，可以将这些共性行为抽象出来，使得具体模块只需要关注自身特有的实现，从而解耦模块。这样做提高了代码的可维护性，因为当共性行为需要修改时，只需要在抽象类中修改一处；同时也增强了扩展性，新的模块可以通过继承抽象类来快速融入系统。

主要抽象类和抽象方法定义

假设我们有一个电商系统，其中有不同类型的商品，如电子产品、服装等，它们都需要计算价格和获取描述信息，但具体计算和描述方式不同。我们可以定义一个抽象商品类 AbstractProduct，包含抽象方法 calculate_price 和 get_description。

from abc import ABC, abstractmethod


class AbstractProduct(ABC):
    @abstractmethod
    def calculate_price(self):
        pass

    @abstractmethod
    def get_description(self):
        pass

系统中的交互流程

具体的商品类（如 ElectronicProduct 和 ClothingProduct）继承自 AbstractProduct 抽象类。
系统的其他部分（如订单模块）可以通过 AbstractProduct 类型来操作不同的商品，而不需要关心具体的商品类型。这样，当添加新的商品类型时，订单模块的代码不需要修改。

代码示例

class ElectronicProduct(AbstractProduct):
    def __init__(self, price, brand):
        self.price = price
        self.brand = brand

    def calculate_price(self):
        # 电子产品可能有品牌折扣
        if self.brand == "Apple":
            return self.price * 0.95
        return self.price

    def get_description(self):
        return f"Electronic product: {self.brand}, price: {self.calculate_price()}"


class ClothingProduct(AbstractProduct):
    def __init__(self, price, size):
        self.price = price
        self.size = size

    def calculate_price(self):
        # 服装可能有尺码相关的价格调整
        if self.size == "XL":
            return self.price * 1.1
        return self.price

    def get_description(self):
        return f"Clothing product: size {self.size}, price: {self.calculate_price()}"


# 订单模块，处理不同类型商品
class Order:
    def __init__(self):
        self.products = []

    def add_product(self, product):
        self.products.append(product)

    def calculate_total(self):
        total = 0
        for product in self.products:
            total += product.calculate_price()
        return total

    def get_order_description(self):
        descriptions = []
        for product in self.products:
            descriptions.append(product.get_description())
        return "\n".join(descriptions)


# 使用示例
order = Order()
electronic = ElectronicProduct(1000, "Apple")
clothing = ClothingProduct(200, "XL")

order.add_product(electronic)
order.add_product(clothing)

print(order.calculate_total())
print(order.get_order_description())

在上述代码中，AbstractProduct 抽象类定义了所有商品类共有的抽象方法。ElectronicProduct 和 ClothingProduct 具体类继承自 AbstractProduct 并实现了抽象方法。Order 类通过 AbstractProduct 类型来处理不同的商品，从而实现了模块间的解耦，提高了代码的可维护性和扩展性。

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主要抽象类和抽象方法定义

系统中的交互流程

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