# 約定：所有夾爪類必須實(shí)現(xiàn) gripper_open/gripper_close 方法（無(wú)顯式約束）
class RealGripper:
    def gripper_open(self):
        print("真實(shí)夾爪打開(kāi)")
    def gripper_close(self):
        print("真實(shí)夾爪關(guān)閉")
class SimGripper:
    def gripper_open(self):
        print("仿真夾爪打開(kāi)")
    def gripper_close(self):
        print("仿真夾爪關(guān)閉")
# 使用接口的函數(shù)：默認(rèn)傳入的對(duì)象實(shí)現(xiàn)了指定方法
def control_gripper(gripper):
    gripper_open()  # 若未實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行時(shí)才會(huì)報(bào)錯(cuò)
    gripper_close()
# 調(diào)用（符合約定則正常運(yùn)行）
control_gripper(RealGripper())
control_gripper(SimGripper())

from abc import ABC, abstractmethod  # ABC 是繼承了 ABCMeta 的便捷類
# 定義抽象基類（接口）：強(qiáng)制子類實(shí)現(xiàn)指定方法
class GripperABC(ABC):
    # 抽象方法：子類必須實(shí)現(xiàn)，否則無(wú)法實(shí)例化
    @abstractmethod
    def gripper_open(self):
        """打開(kāi)夾爪（抽象方法，無(wú)實(shí)現(xiàn)）"""
        pass
    @abstractmethod
    def gripper_close(self):
        """關(guān)閉夾爪（抽象方法，無(wú)實(shí)現(xiàn)）"""
        pass
    # 可選：非抽象方法（子類可繼承/重寫）
    def gripper_status(self):
        """獲取夾爪狀態(tài)（默認(rèn)實(shí)現(xiàn)）"""
        return "未知狀態(tài)"
# 正確實(shí)現(xiàn)：子類必須覆蓋所有抽象方法
class RealGripper(GripperABC):
    def gripper_open(self):
        print("真實(shí)夾爪打開(kāi)")
    def gripper_close(self):
        print("真實(shí)夾爪關(guān)閉")
# 錯(cuò)誤實(shí)現(xiàn)：未實(shí)現(xiàn)所有抽象方法 → 無(wú)法實(shí)例化
class BadGripper(GripperABC):
    def gripper_open(self):
        print("僅實(shí)現(xiàn)打開(kāi)")
    # 未實(shí)現(xiàn) gripper_close → 實(shí)例化時(shí)報(bào)錯(cuò)
# 測(cè)試1：正確子類可實(shí)例化
real_gripper = RealGripper()
real_gripper.gripper_open()  # 正常執(zhí)行
print(real_gripper.gripper_status())  # 繼承默認(rèn)方法
# 測(cè)試2：錯(cuò)誤子類實(shí)例化報(bào)錯(cuò)
# bad_gripper = BadGripper()  # 拋出 TypeError: Can't instantiate abstract class BadGripper with abstract method gripper_close
# 測(cè)試3：運(yùn)行時(shí)類型檢查（支持）
print(isinstance(real_gripper, GripperABC))  # True

@GripperABC.register
class VirtualGripper:  # 未繼承 GripperABC，但注冊(cè)為虛擬子類
    def gripper_open(self): pass
    # 即使未實(shí)現(xiàn) gripper_close，也能通過(guò) issubclass 檢查
print(issubclass(VirtualGripper, GripperABC))  # True

from typing import Protocol
# 定義協(xié)議（接口）：規(guī)定夾爪必須有 gripper_open/gripper_close 方法
class GripperProtocol(Protocol):
    def gripper_open(self):
        """打開(kāi)夾爪（僅定義簽名，無(wú)實(shí)現(xiàn)）"""
        ...  # 用 ... 代替 pass，更符合協(xié)議的語(yǔ)義
    def gripper_close(self):
        """關(guān)閉夾爪"""
        ...
# 實(shí)現(xiàn)類：無(wú)需繼承 Protocol，只要實(shí)現(xiàn)指定方法就符合接口
class RealGripper:
    def gripper_open(self):
        print("真實(shí)夾爪打開(kāi)")
    def gripper_close(self):
        print("真實(shí)夾爪關(guān)閉")
class SimGripper:
    def gripper_open(self):
        print("仿真夾爪打開(kāi)")
    def gripper_close(self):
        print("仿真夾爪關(guān)閉")
# 使用接口的函數(shù)：參數(shù)標(biāo)注為 Protocol 類型
def control_gripper(gripper: GripperProtocol):
    gripper.gripper_open()
    gripper.gripper_close()
# 測(cè)試1：靜態(tài)檢查（編輯器提示）
# 若傳入的對(duì)象未實(shí)現(xiàn)指定方法，PyCharm/mypy 會(huì)標(biāo)紅（運(yùn)行時(shí)不報(bào)錯(cuò)）
control_gripper(RealGripper())  # 正常運(yùn)行
control_gripper(SimGripper())   # 正常運(yùn)行
# 測(cè)試2：默認(rèn)不支持運(yùn)行時(shí)檢查
# print(isinstance(RealGripper(), GripperProtocol))  # 拋出 TypeError

from typing import Protocol
from typing_extensions import runtime_checkable  # Python3.10+ 可從 typing 導(dǎo)入
# 裝飾器開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)檢查
@runtime_checkable
class GripperProtocol(Protocol):
    def gripper_open(self): ...
    def gripper_close(self): ...
# 測(cè)試：運(yùn)行時(shí)檢查生效
real_gripper = RealGripper()
print(isinstance(real_gripper, GripperProtocol))  # True
# 未實(shí)現(xiàn)完整方法的類 → 檢查失敗
class BadGripper:
    def gripper_open(self): pass  # 僅實(shí)現(xiàn)一個(gè)方法
print(isinstance(BadGripper(), GripperProtocol))  # False

@runtime_checkable
class GripperProtocol(Protocol):
    # 約束必須有只讀屬性 status
    @property
    def status(self) -> str: ...
    def gripper_open(self): ...
class RealGripper:
    @property
    def status(self):
        return "open"
    def gripper_open(self): pass
print(isinstance(RealGripper(), GripperProtocol))  # True

# 接口約定：夾爪要有 open/close 方法（僅靠注釋說(shuō)明）
"""
【約定】所有夾爪類必須實(shí)現(xiàn) open()/close() 方法
"""
class RealGripper:
    def open(self): pass  # 符合約定
    # 漏寫 close() → 編碼階段無(wú)提示
# 使用接口的函數(shù)
def control_gripper(gripper):
    gripper.open()
    gripper.close()  # 運(yùn)行時(shí)才會(huì)報(bào)錯(cuò)（AttributeError）
# 編碼階段無(wú)提示，運(yùn)行時(shí)才暴露問(wèn)題
control_gripper(RealGripper())  # 運(yùn)行時(shí)報(bào)錯(cuò)：沒(méi)有 close 方法

from typing import Protocol
# 顯式定義接口：明確要求實(shí)現(xiàn) open/close
class GripperProtocol(Protocol):
    def open(self): ...
    def close(self): ...
# 使用接口的函數(shù)：參數(shù)標(biāo)注為 Protocol
def control_gripper(gripper: GripperProtocol):
    gripper.open()
    gripper.close()
class RealGripper:
    def open(self): pass  # 漏寫 close()
# 編碼階段（編輯器）直接標(biāo)紅提示：
# "RealGripper" has no attribute "close" 符合 GripperProtocol 接口
control_gripper(RealGripper())  # 編輯器標(biāo)紅，提前規(guī)避錯(cuò)誤

from typing import Protocol
class GripperProtocol(Protocol):
    # 約束：必須有一個(gè)字符串類型的屬性 `status`
    status: str
    # 同時(shí)約束方法
    def open(self): ...
# 符合接口的類：有 status 屬性 + open 方法
class RealGripper:
    def __init__(self):
        self.status = "closed"  # 字符串類型，符合約束
    def open(self):
        self.status = "open"
# 不符合接口的類：無(wú) status 屬性（編輯器標(biāo)紅）
class BadGripper:
    def open(self): pass  # 漏了 status 屬性
# 函數(shù)參數(shù)標(biāo)注為 Protocol，編輯器會(huì)檢查屬性
def get_gripper_status(gripper: GripperProtocol) -> str:
    return gripper.status

from typing import Protocol
from typing_extensions import runtime_checkable
@runtime_checkable
class GripperProtocol(Protocol):
    # 約束：必須有一個(gè)只讀屬性 `status`（返回字符串）
    @property
    def status(self) -> str: ...
# 符合接口的類：實(shí)現(xiàn)只讀屬性
class RealGripper:
    def __init__(self):
        self._status = "closed"  # 私有屬性
    @property  # 實(shí)現(xiàn)只讀屬性
    def status(self) -> str:
        return self._status
# 運(yùn)行時(shí)檢查：屬性符合約束 → 返回 True
g = RealGripper()
print(isinstance(g, GripperProtocol))  # True
# 不符合接口的類：無(wú)只讀 status 屬性
class BadGripper:
    status = "closed"  # 普通屬性，不是 @property → 檢查失敗
print(isinstance(BadGripper(), GripperProtocol))  # False

from abc import ABC, abstractmethod
class GripperABC(ABC):  # 繼承 ABC（核心）
    @abstractmethod
    def open(self): ...
# 子類未實(shí)現(xiàn) open() → 實(shí)例化時(shí)報(bào)錯(cuò)
class BadGripper(GripperABC):
    pass
# bad_gripper = BadGripper()  # 拋出 TypeError：無(wú)法實(shí)例化抽象類（缺 open 方法）

from abc import abstractmethod
class GripperABC:  # 未繼承 ABC
    @abstractmethod
    def open(self): ...
# 子類未實(shí)現(xiàn) open() → 居然能實(shí)例化！@abstractmethod 完全失效
class BadGripper(GripperABC):
    pass
bad_gripper = BadGripper()  # 無(wú)任何報(bào)錯(cuò)！
bad_gripper.open()  # 運(yùn)行時(shí)報(bào)錯(cuò)（但實(shí)例化階段沒(méi)提示）

from abc import abstractmethod, ABCMeta
# 不繼承 ABC，直接指定元類
class GripperABC(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def open(self): ...
# 效果和繼承 ABC 完全一致：子類未實(shí)現(xiàn) open() 無(wú)法實(shí)例化