Differences between revisions 3 and 4
Revision 3 as of 2020-11-17 11:12:52
Size: 12214
Editor: FrBrGeorge
Comment:
Revision 4 as of 2020-11-17 15:35:47
Size: 14820
Editor: FrBrGeorge
Comment:
Deletions are marked like this. Additions are marked like this.
Line 285: Line 285:
'''Вот отсюда точно не успеем'''

== Метаклассы (одним глазом) ==
 * Про метаклассы [[py3ref:datamodel.html#metaclasses|в документации]]
 * [[https://realpython.com/python-metaclasses/|На realpython.com]]
 * Метакласс — конструктор классов
 * <!> Никто не запрещает делать конструктор классов так:
{{{#!python
def fc(st):
    class _bzz:
        def __init__(self):
            self.st = st
    return _bzz

C = fc(10500)
c = C()
print(c.st)
}}}
Все заметили, что это почти декоратор? Что ему не хватает до того, чтобы быть настоящим декоратором?

В любом случае есть несколько вариантов, когда такой механизм не работает. Есть более правильный способ — метаклассы.

 * Создание класса с помощью [[py3doc:functions.html#type|type(name, bases, dict)]]
 {{{#!python
 class C:
    pass
 }}}
это
 {{{#!python
 C = type("C", (), {})
 }}}
* `type` — это просто класс такой ⇒
 {{{#!python
 class overtype(type):
    pass

T = overtype("Boo", (), {})
 }}}
* ну так вот, «`T = overtype(…)`» == «`class T(metaclass=overtype): …`»
 * определённые правила для [[py3ref:datamodel.html#object.__init__|__init__()]] и [[py3ref:datamodel.html#object.__new__|__new__()]]

<!> Не путать с наследованием!

{{{#!python
from time import ctime

class D(type):
    def __str__(self):
        self.__date = ctime()
        return f"<class {self.__class__.__name__} created at {self.__date}>"

class C(metaclass=D):
    pass

class E:
    pass
}}}

{{{#!highlight pycon
>>> c, e = C(), E()
>>> print(C, E)
<class D created at Sun Dec 1 18:17:59 2019> <class '__main__.E'>
}}}

'''TODO''' про `.__new_()` подробнее
##'''Вот отсюда точно не успеем'''

##== Метаклассы (одним глазом) ==
## * Про метаклассы [[py3ref:datamodel.html#metaclasses|в документации]]
## * [[https://realpython.com/python-metaclasses/|На realpython.com]]
## * Метакласс — конструктор классов
## * <!> Никто не запрещает делать конструктор классов так:
##{{{#!python
##def fc(st):
## class _bzz:
## def __init__(self):
## self.st = st
## return _bzz

##C = fc(10500)
##c = C()
##print(c.st)
##}}}
##
Все заметили, что это почти декоратор? Что ему не хватает до того, чтобы быть настоящим декоратором?

##В любом случае есть несколько вариантов, когда такой механизм не работает. Есть более правильный способ — метаклассы.

## * Создание класса с помощью [[py3doc:functions.html#type|type(name, bases, dict)]]
## {{{#!python
## class C:
## pass
## }}}
##
это
## {{{#!python
## C = type("C", (), {})
## }}}
##
* `type` — это просто класс такой ⇒
## {{{#!python
## class overtype(type):
## pass

##
T = overtype("Boo", (), {})
## }}}
##
* ну так вот, «`T = overtype(…)`» == «`class T(metaclass=overtype): …`»
## * определённые правила для [[py3ref:datamodel.html#object.__init__|__init__()]] и [[py3ref:datamodel.html#object.__new__|__new__()]]

##<!> Не путать с наследованием!

##{{{#!python
##from time import ctime

##class D(type):
## def __str__(self):
## self.__date = ctime()
## return f"<class {self.__class__.__name__} created at {self.__date}>"

##class C(metaclass=D):
## pass

##
class E:
## pass
##}}}

##
{{{#!highlight pycon
##>>> c, e = C(), E()
##>>> print(C, E)
##<class D created at Sun Dec 1 18:17:59 2019> <class '__main__.E'>
##}}}

##
'''TODO''' про `.__new_()` подробнее
Line 352: Line 352:
 1.#0 Прочитать про всё, упомянутое выше. Пощёлкать примеры по каждой теме.
Line 353: Line 354:
 1. Написать параметрический декоратор `TypeCheck(последовательность_типов, тип_результата)`, который бросает исключение `TypeError` при вызове функции со следующим сообщением:
  * "`Type of argument Номер is not Тип`", если не совпадает тип позиционного параметра функции и соответствующий ему по порядку тип в `последовательности_типов`
  * "`Type of argument Имя is not Тип`", если не совпадает тип именного параметра функции и соответствующий ему тип в `последовательности_типов`. Типы именованных параметров перечислены в конце `последовательности_типов` в порядке их описания в `def …`
  * "`Type of result is not Тип`", если тип возвращённого функцией значения не совпадает с `типом_результата`
  * "`Function функция must have число arguments`" — если количество переданных функции параметров (включая переданные по умолчанию) не соответствует длине `последовательности_типов`
  {{{#!highlight python
@TypeCheck((int, str, int), int)
def valid(a, b, c=0):
    return len(b*(a+1))+c

@TypeCheck([int, int], int)
def semivalid(a, b):
    return a/b if a%2 else a*b

@TypeCheck((int for i in range(4)), int)
def variable(*args, **kwargs):
    return len(args)+len(kwargs)
  }}}
   →
  {{{#!highlight pycon
>>> valid(3, "--", 10)
18
>>> valid(3, 7, 10)

TypeError: Type of argument 2 is not <class 'str'>
>>> valid(3, "--", "*")

TypeError: Type of argument 3 is not <class 'int'>
>>> valid(3, "--", c=1.23)

TypeError: Type of argument 'c' is not <class 'int'>
>>> semivalid(2, 2)
4
>>> semivalid(1, 2)

TypeError: Type of result is not <class 'int'>
>>> variable(1,2,3,4)
4
>>> variable(1,2,a=100, b=500)
4
>>> variable(1,2,a=100)

TypeError: Function variable must have 4 arguments
  }}}

Слоты, дескрипторы, декораторы

Расширения объектной модели Python

Декораторы

Что, если мы хотим «обмазать» все вызовы некоторой функции отладочной информацией?

   1 def fun(a,b):
   2     return a*2+b
   3 
   4 def dfun(f, *args):
   5     print(">", *args)
   6     res = f(*args)
   7     print("<", res)
   8     return res
   9 
  10 
  11 print(fun(2,3))
  12 print(dfun(fun,2,3))

Неудобно! Поиск с заменой fun(a,b) на dfun(fun,a,b).

Создадим обёрнутую функцию вместо старой:

   1 # ...
   2 def genf(f):
   3     def newfun(*args):
   4         print(">", *args)
   5         res = f(*args)
   6         print("<", res)
   7         return res
   8     return newfun
   9 
  10 newf = genf(fun)
  11 print(newf(2,3))

Всё равно поиск с заменой, хотя и попроще. Тогда просто перебьём имя fun!

   1 # ...
   2 fun = genf(fun)
   3 print(fun(2,3))

Вот это и есть декоратор, записывается так:

   1 def genf(f):
   2     def newfun(*args):
   3         print(">", *args)
   4         res = f(*args)
   5         print("<", res)
   6         return res
   7     return newfun
   8 
   9 @genf
  10 def fun(a,b):
  11     return a*2+b
  12 
  13 print(fun(2,3))

Закомментировали @genf — убрали декоратор!

статья на хабре

BTW, Запись вида

   1 @декоратор2
   2 @декоратор1
   3 def функция(…)
   4 

означает то, что вы подумали: функцию функция(), обмазанную сначала декоратором декоратор1(), а затем — декоратор2().

Параметрические декораторы

Конструкторы декораторов!

  • вместо объекта-функции @декоратор мы пишем вызов этого объекта @п_декоратор(параметры), значит, в этом месте произойдёт вызов п_декоратор(параметры), а вот то, что оно вернёт, и послужит декоратором:

       1 def multicall(times):
       2     def decorator(fun):
       3         def newfun(*args):
       4             return [fun(*args) for i in range(times)]
       5         return newfun
       6     return decorator
       7 
       8 @multicall(5)
       9 def simplefun(N):
      10     return N*2+1
      11 
      12 print(*simplefun(4))
    

вторая часть статьи (+декораторы методов) примеры

Декораторы методов и классов

Методы в классах тоже можно декорировать. И сами классы.

  • Декоратор метода — это то же самое, что декоратор функции
  • Класс — это callable, так что ему ничто не мешает быть декоратором

    • Однако нужно, чтобы экземпляр класса тоже был callable (иначе как он будет декорировать), так что надо определить метод __call__()

         1 class Timer:
         2     from time import time
         3     from sys import stderr
         4 
         5     def __init__(self, fun):
         6         self.function = fun
         7 
         8     def __call__(self, *args, **kwargs):
         9         start_time = self.time()
        10         result = self.function(*args, **kwargs)
        11         end_time = self.time()
        12         print(f"Duration: {end_time-start_time} seconds", file=self.stderr)
        13         return result
        14 
        15 
        16 # adding a decorator to the function
        17 @Timer
        18 def payload(delay):
        19     return sorted(sum(range(i)) for i in range(delay))
        20 
        21 print(payload(10000)[-1])
      
  • Декоратор класса — проще, чем кажется ☺! Это функция, которой передаётся класс, она его жуёт (например, подсовывает или даже перебивает поля), и возвращает новый, пережёванный класc.

Дескрипторы

Вместо .__dict__ — механизм с getter-ами и setter-ами.

  • Если в .__dict__ тоже есть такой ключ, полноценный дескриптор «главнее»

  • Протокол дескриптора — объект с методами .__get__(), .__set__() и .__delete__() (если без __set__(), значит, это не данные, а, скажем, функция)

  • Это поле класса

    • одно на все экземпляры класса

    • конкретный экземпляр передаётся вторым параметром (None, если вызывается как метод класса), так что при желании можно различить

  • Имеет преимущество перед полем экземпляра (в отличие от обычных полей класса)

   1 class Dsc:
   2     value = None
   3     def __get__(self, obj, cls):
   4         print(f"Get from {cls}:{obj}")
   5         return self.value
   6 
   7     def __set__(self, cls, val):
   8         print(f"Set {cls} to {val}")
   9         self.value = val
  10 
  11     def __delete__(self, cls):
  12         print("Delete {cls}")
  13         self.value = None
  14 
  15 class C:
  16         data = Dsc()
  17 
  18         def __init__(self, name):
  19             self.name = name
  20 
  21         def __str__(self):
  22             return f"<{self.name}>"
  23 
  24 d = C("De")
  25 print(d.data)
  26 d.data = 1
  27 print(d.data)
  28 del d.data

Обратите внимание: дескриптор — поле класса, так что

   1 e = C("Ye")
   2 d.data = 100500
   3 print(d.data)
   4 print(e.data)

даст

Set <De> to 100500
Get from <class '__main__.C'>:<De>
100500
Get from <class '__main__.C'>:<Ye>
100500

В методах дескриптора всегда известно, через какой объект идёт доступ, поэтому при желании можно брать id(объект) и на этом основании делать что-то разное.

Если указать только __get__, получится т. н. non-data descriptor, основное отличие которого — возможность «загородить» его полем из __dict__.

Слоты

   1 class slo:
   2 
   3     __slots__ = ["field", "schmield"]
   4     readonly = 100500
   5 
   6     def __init__(self, f, s):
   7         self.field, self.schmield = f, s

А теперь попробуем:

   1 >>> s=slo(2,3)
   2 >>> s.readonly
   3 100500
   4 >>> s.field
   5 2
   6 >>> s.schmield=4
   7 >>> s.schmield
   8 4
   9 >>> s.foo = 0
  10 Traceback (most recent call last):
  11   File "<stdin>", line 1, in <module>
  12 AttributeError: 'slo' object has no attribute 'foo'
  13 >>> s.readonly = 0
  14 Traceback (most recent call last):
  15   File "<stdin>", line 1, in <module>
  16 AttributeError: 'slo' object attribute 'readonly' is read-only
  17 >>>
  18 

Стандартные декораторы

  • @classmethod и @staticmethod:

       1 class C:
       2     def fun(*args):
       3         print("Normal:", args)
       4         
       5     @classmethod
       6     def cfun(*args):
       7         print("Class:", args)
       8 
       9     @staticmethod
      10     def sfun(*args):
      11         print("Static:", args)
    
       1 >>> C.fun(1,2,3)
       2 Normal: (1, 2, 3)
       3 >>> C.cfun(1,2,3)
       4 Class: (<class '__main__.C'>, 1, 2, 3)
       5 >>> C.sfun(1,2,3)
       6 Static: (1, 2, 3)
       7 >>> 
       8 >>> e = C()
       9 >>> e.fun(1,2,3)
      10 Normal: (<__main__.C object at 0x7f5d72290130>, 1, 2, 3)
      11 >>> e.cfun(1,2,3)
      12 Class: (<class '__main__.C'>, 1, 2, 3)
      13 >>> e.sfun(1,2,3)
      14 Static: (1, 2, 3)
      15 
    
  • @property — обёртка вокруг дескриптора

       1 class C:
       2     def __init__(self):
       3         self._var = None
       4 
       5     @property
       6     def x(self):
       7         """I'm the 'x' property."""
       8         return self._var
       9 
      10     @x.setter
      11     def x(self, value):
      12         self._var = value
      13 
      14     @x.deleter
      15     def x(self):
      16         del self._var
    
    • Обратите внимание на троекратное def x( — не надо придумывать ненужные имена (нельзя, actually ☺)

    • Обратите внимание, что в примере _var, а не __var (на самом деле могло быть что угодно)

  • dataclasses, functools, contextlib

Д/З

  1. Прочитать про всё, упомянутое выше. Пощёлкать примеры по каждой теме.

TODO

  1. Написать параметрический декоратор TypeCheck(последовательность_типов, тип_результата), который бросает исключение TypeError при вызове функции со следующим сообщением:

    • "Type of argument Номер is not Тип", если не совпадает тип позиционного параметра функции и соответствующий ему по порядку тип в последовательности_типов

    • "Type of argument Имя is not Тип", если не совпадает тип именного параметра функции и соответствующий ему тип в последовательности_типов. Типы именованных параметров перечислены в конце последовательности_типов в порядке их описания в def …

    • "Type of result is not Тип", если тип возвращённого функцией значения не совпадает с типом_результата

    • "Function функция must have число arguments" — если количество переданных функции параметров (включая переданные по умолчанию) не соответствует длине последовательности_типов

         1 @TypeCheck((int, str, int), int)
         2 def valid(a, b, c=0):
         3     return len(b*(a+1))+c
         4 
         5 @TypeCheck([int, int], int)
         6 def semivalid(a, b):
         7     return a/b if a%2 else a*b
         8 
         9 @TypeCheck((int for i in range(4)), int)
        10 def variable(*args, **kwargs):
        11     return len(args)+len(kwargs)
      
         1 >>> valid(3, "--", 10)
         2 18
         3 >>> valid(3, 7, 10)
         4 
         5 TypeError: Type of argument 2 is not <class 'str'>
         6 >>> valid(3, "--", "*")
         7 
         8 TypeError: Type of argument 3 is not <class 'int'>
         9 >>> valid(3, "--", c=1.23)
        10 
        11 TypeError: Type of argument 'c' is not <class 'int'>
        12 >>> semivalid(2, 2)
        13 4
        14 >>> semivalid(1, 2)
        15 
        16 TypeError: Type of result is not <class 'int'>
        17 >>> variable(1,2,3,4)
        18 4
        19 >>> variable(1,2,a=100, b=500)
        20 4
        21 >>> variable(1,2,a=100)
        22 
        23 TypeError: Function variable must have 4 arguments
        24 
      

LecturesCMC/PythonIntro2020/11_MiscOOP (last edited 2020-11-21 17:30:16 by FrBrGeorge)