如何在抽象类中声明实例变量以约束子类实例的指定属性？

你当前的实现方式存在一个问题：只有当尝试访问未初始化的value或next属性时，才会触发NotImplementedError，但实例创建阶段不会做任何检查——如果子类忘记初始化这些属性，程序不会立刻报错，直到后续访问属性时才会暴露问题。

要实现在实例创建阶段就强制子类必须具备指定属性，可以用以下两种可靠的方案：

方案一：使用抽象基类（ABC）的抽象属性 #

借助Python标准库的abc模块，定义抽象属性，强制子类必须实现这些属性的getter（如需可修改，还可添加setter）。这种方式会在子类实例化时直接检查是否满足要求，不满足则无法创建实例。

只读属性版本 #

from abc import ABC, abstractmethod

class ILinkedListElem(ABC):
    @property
    @abstractmethod
    def value(self):
        # 抽象属性无需实现具体逻辑
        pass

    @property
    @abstractmethod
    def next(self):
        pass

class ListElem(ILinkedListElem):
    def __init__(self, value, next_node=None):
        self._value = value
        self._next = next_node

    # 必须实现父类的抽象属性
    @property
    def value(self):
        return self._value

    @property
    def next(self):
        return self._next

可读写属性版本 #

如果需要允许修改value和next，可以添加抽象setter：

from abc import ABC, abstractmethod

class ILinkedListElem(ABC):
    @property
    @abstractmethod
    def value(self):
        pass

    @value.setter
    @abstractmethod
    def value(self, new_value):
        pass

    @property
    @abstractmethod
    def next(self):
        pass

    @next.setter
    @abstractmethod
    def next(self, new_next):
        pass

class ListElem(ILinkedListElem):
    def __init__(self, value, next_node=None):
        self._value = value
        self._next = next_node

    @property
    def value(self):
        return self._value

    @value.setter
    def value(self, new_value):
        self._value = new_value

    @property
    def next(self):
        return self._next

    @next.setter
    def next(self, new_next):
        self._next = new_next

方案二：在抽象类初始化方法中检查属性 #

这种方式要求子类必须调用父类的__init__方法，在父类初始化时检查实例是否已具备指定属性：

from abc import ABC

class ILinkedListElem(ABC):
    def __init__(self):
        if not hasattr(self, 'value') or not hasattr(self, 'next'):
            raise NotImplementedError("子类实例必须初始化value和next属性")

class ListElem(ILinkedListElem):
    def __init__(self, value, next_node=None):
        self.value = value
        self.next = next_node
        # 必须调用父类初始化方法，否则检查不会执行
        super().__init__()

注意：这种方案的缺陷是，如果子类忘记调用super().__init__()，检查逻辑会失效，因此方案一的抽象属性方式更可靠。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者KrySeyt