`abc.ABC`を継承するかしないかで、インスタンス生成時の挙動をpythonとmypyで確認した

環境

• Python 3.11.2

概要

abc.ABCを継承し忘れて、抽象基底クラスとして書いてしまうときがたまにあります。
ただその場合でも、問題なく動いていたりします。
abc.ABCを継承するとどうなるのか、なぜabc.ABCを継承する必要があるのかが分かっていなかったので、abc.ABCを継承する/しないによって挙動がどのように変わるかを調べました。

理想の状態

Dogクラスは具象クラスですが、cryメソッドの実装が漏れている状態です。

sample.py

import abc


class Animal(abc.ABC):
    @abc.abstractmethod
    def cry(self) -> None:
        pass


class Dog(Animal):
    # def cry(self) -> None:
    #     print("bowwow")

    def only_dog_method(self) -> None:
        print("only dog method")


dog = Dog()

$ python sample.py
Traceback (most recent call last):
  File "/home/vagrant/Documents/study/20230503/sample.py", line 18, in <module>
    dog = Dog()
          ^^^^^
TypeError: Can't instantiate abstract class Dog with abstract method cry

$ mypy sample.py
sample.py:18: error: Cannot instantiate abstract class "Dog" with abstract attribute "cry"  [abstract]
Found 1 error in 1 file (checked 1 source file)

python、mypy¹でエラーが発生しました。

抽象メソッドは宣言しているが、abc.ABCを継承していない

sample1.py

import abc


class Animal:
    @abc.abstractmethod
    def cry(self) -> None:
        pass


class Dog(Animal):
    # def cry(self) -> None:
    #     print("bowwow")

    def only_dog_method(self) -> None:
        print("only dog method")


dog = Dog()

$ python sample1.py 

$ mypy sample1.py 
sample1.py:18: error: Cannot instantiate abstract class "Dog" with abstract attribute "cry"  [abstract]
Found 1 error in 1 file (checked 1 source file)

python実行時にはエラーは発生しませんでした。
公式ドキュメントには、abc.abstractmethodについて以下のように記載されています。

このデコレータを使うには、クラスのメタクラスが ABCMeta かそれを継承したものである必要があります。 ABCMeta の派生クラスをメタクラスに持つクラスは、全ての抽象メソッドとプロパティをオーバーライドしない限りインスタンス化することができません。²

abc.ABCを継承していないクラスはabc.abstractmethodデコレータを使う条件を満たしていないため、Python実行時にエラーは発生しなかったようです。
mypyは、abc.abstractmethodを利用していれば抽象基底クラスだとみなして、エラーを出力しているのかもしれません。

抽象メソッドがないクラスでabc.ABCを継承する

Animalクラスをmixinクラスとして扱いたいです。Animalクラスはインスタンス化させたくありません。Animalは抽象クラスではありません（抽象メソッドが存在しない）が、abc.ABCを継承してみました。

sample2.py

import abc


class Animal(abc.ABC):
    def cry(self) -> None:
        print("cry, cry")


class Dog(Animal):
    def only_dog_method(self) -> None:
        print("only dog method")


animal = Animal()  # インスタンス化を禁止させたい
dog = Dog()

$ python sample2.py

$ mypy sample2.py
Success: no issues found in 1 source file

python, mypyでエラーは発生しませんでした。
そもそもDogもabc.ABCのサブクラスなので、abc.ABCを継承したらインスタンス生成を禁止できる訳がないですね。。。

issubclass(Dog, abc.ABC) # => True
issubclass(Animal, abc.ABC) # => True

1. mypyはインスタンス化しないと、抽象メソッドの実装漏れのエラーは発生しません。https://qiita.com/yuji38kwmt/items/1000adfadc7faea7d0ea ↩

2. https://docs.python.org/ja/3.11/library/abc.html#abc.abstractmethod ↩