Los aspectos clave de la abstracción incluyen:
- Simplificación: La abstracción reduce la complejidad ocultando detalles innecesarios.
- Enfoque en características esenciales: Enfatiza lo que hace un objeto en lugar de cómo lo hace.
- Separación de preocupaciones: Permite separar la interfaz de una clase de su implementación.
- Modularidad: La abstracción promueve el diseño modular al definir límites claros entre componentes.
Clases abstractas e interfaces#
En muchos lenguajes orientados a objetos, la abstracción se implementa a través de clases abstractas e interfaces. Aunque Python no tiene un concepto integrado de interfaz, podemos lograr una funcionalidad similar usando clases base abstractas. El módulo abc de Python proporciona infraestructura para definir clases base abstractas:
from abc import ABC, abstractmethod
class Figura(ABC):
@abstractmethod
def area(self):
pass
@abstractmethod
def perimetro(self):
pass
class Rectangulo(Figura):
def __init__(self, ancho, alto):
self.ancho = ancho
self.alto = alto
def area(self):
return self.ancho * self.alto
def perimetro(self):
return 2 * (self.ancho + self.alto)
class Circulo(Figura):
def __init__(self, radio):
self.radio = radio
def area(self):
return 3.14159 * self.radio ** 2
def perimetro(self):
return 2 * 3.14159 * self.radio
# Uso
# figuras = [Figura()] # Esto generaría TypeError
figuras = [Rectangulo(5, 4), Circulo(3)]
for figura in figuras:
print(f"Área: {figura.area()}, Perímetro: {figura.perimetro()}")
# Salida:
# Área: 20, Perímetro: 18
# Área: 28.27431, Perímetro: 18.84954
En este ejemplo:
Figuraes una clase base abstracta que define la interfaz para todas las figuras.RectanguloyCirculoson clases concretas que implementan la interfazFigura.- No podemos instanciar
Figuradirectamente, pero podemos usarla como un tipo común para todas las figuras.
Implementando abstracción en Python#
Aunque Python proporciona clases base abstractas para definir interfaces formalmente, también podemos lograr la abstracción mediante convenciones y documentación. Veamos un ejemplo sin utilizar ABC:
class BaseDeDatos:
def conectar(self):
raise NotImplementedError("La subclase debe implementar este método abstracto")
def ejecutar(self, consulta):
raise NotImplementedError("La subclase debe implementar este método abstracto")
class BaseDeDatosMySQL(BaseDeDatos):
def conectar(self):
print("Conectando a la base de datos MySQL...")
def ejecutar(self, consulta):
print(f"Ejecutando consulta MySQL: {consulta}")
class BaseDeDatosPostgreSQL(BaseDeDatos):
def conectar(self):
print("Conectando a la base de datos PostgreSQL...")
def ejecutar(self, consulta):
print(f"Ejecutando consulta PostgreSQL: {consulta}")
def realizar_operacion_en_bd(base_de_datos):
base_de_datos.conectar()
base_de_datos.ejecutar("SELECT * FROM usuarios")
# Uso
bd_mysql = BaseDeDatosMySQL()
bd_postgres = BaseDeDatosPostgreSQL()
realizar_operacion_en_bd(bd_mysql)
realizar_operacion_en_bd(bd_postgres)
# Salida:
# Conectando a la base de datos MySQL...
# Ejecutando consulta MySQL: SELECT * FROM usuarios
# Conectando a la base de datos PostgreSQL...
# Ejecutando consulta PostgreSQL: SELECT * FROM usuarios
En este ejemplo:
BaseDeDatoses una clase base abstracta (aunque no usaABC) que define la interfaz para todos los tipos de bases de datos.BaseDeDatosMySQLyBaseDeDatosPostgreSQLson implementaciones concretas.realizar_operacion_en_bdtrabaja con cualquier objeto que cumpla con la interfaz deBaseDeDatos.
Principios de diseño y patrones#
La abstracción es un componente clave de varios principios y patrones de diseño importantes:
Principios SOLID:
- Principio de Responsabilidad Única (SRP).
- Principio de Abierto/Cerrado (OCP).
- Principio de Sustitución de Liskov (LSP).
- Principio de Segregación de Interfaces (ISP).
- Principio de Inversión de Dependencias (DIP).
Patrones de Diseño:
- Patrón método de fábrica.
- Patrón fábrica abstracta.
- Patrón estrategia.
- Patrón método plantilla.
Veamos una implementación del patrón estrategia:
from abc import ABC, abstractmethod
class EstrategiaOrdenamiento(ABC):
@abstractmethod
def ordenar(self, datos):
pass
class OrdenamientoBurbuja(EstrategiaOrdenamiento):
def ordenar(self, datos):
print("Realizando ordenamiento de burbuja")
return sorted(datos) # Usamos sorted() de Python por simplicidad
class OrdenamientoRapido(EstrategiaOrdenamiento):
def ordenar(self, datos):
print("Realizando ordenamiento rápido")
return sorted(datos) # Usamos sorted() de Python por simplicidad
class Ordenador:
def __init__(self, estrategia):
self.estrategia = estrategia
def ordenar(self, datos):
return self.estrategia.ordenar(datos)
# Uso
datos = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
ordenador_burbuja = Ordenador(OrdenamientoBurbuja())
print(ordenador_burbuja.ordenar(datos))
ordenador_rapido = Ordenador(OrdenamientoRapido())
print(ordenador_rapido.ordenar(datos))
# Salida:
# Realizando ordenamiento de burbuja
# [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]
# Realizando ordenamiento rápido
# [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]
Este ejemplo del Patrón Estrategia muestra cómo la abstracción nos permite definir una familia de algoritmos, encapsular cada uno y hacerlos intercambiables. La clase Ordenador no necesita conocer los detalles de cómo funciona cada algoritmo de ordenamiento; solo sabe que puede llamar al método ordenar en cualquier objeto EstrategiaOrdenamiento.
Referencias#
- Gamma, E., Helm, R., Johnson, R., & Vlissides, J. (1994). Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley.
- Martin, R. C. (2017). Clean Architecture: A Craftsman’s Guide to Software Structure and Design. Prentice Hall.
- Phillips, D. (2010). Python 3 Object Oriented Programming. Packt Publishing.
- Lutz, M. (2013). Learning Python: Powerful Object-Oriented Programming. O’Reilly Media.
- Ramalho, L. (2015). Fluent Python: Clear, Concise, and Effective Programming. O’Reilly Media.
- Van Rossum, G., Warsaw, B., & Coghlan, N. (2001). PEP 8 – Style Guide for Python Code. Python.org. https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/
- Python Software Foundation. (n.d.). The Python Standard Library. Python.org. https://docs.python.org/3/library/
¡Gracias por haber llegado hasta acá!
Si te gustó el artículo, por favor ¡no olvides compartirlo con tu familia, amigos y colegas!
Y si puedes, envía tus comentarios, sugerencias, críticas a nuestro mail o por redes sociales, nos ayudarías a generar mejor contenido y sobretodo más relevante para vos.