Property Decorators متقدمة

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة Python على Coddy — الدرس 31 من 64.

توفر مزخرفات الخصائص المتقدمة تحكماً أكثر تطوراً في الوصول إلى السمات، بما في ذلك الخصائص المحسوبة، والحاذفات (deleters)، وإدارة الخصائص الكاملة.

إليك مثال على الخصائص المحسوبة (computed properties) التي تشتق قيمها من سمات أخرى:

class Rectangle:
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
    
    @property
    def area(self):
        return self.width * self.height
    
    @property
    def perimeter(self):
        return 2 * (self.width + self.height)

استخدم الخصائص المحسوبة (computed properties) مثل السمات العادية:

rect = Rectangle(5, 3)
print(rect.area)      # 15 - يتم حسابها تلقائياً
print(rect.perimeter) # 16 - يتم حسابها تلقائياً

أنشئ خاصية باستخدام getter و setter و deleter:

class Temperature:
    def __init__(self):
        self._temp = 0
    
    @property
    def temperature(self):
        return self._temp
    
    @temperature.setter
    def temperature(self, value):
        if value < -273.15:
            raise ValueError("Temperature below absolute zero!")
        self._temp = value
    
    @temperature.deleter
    def temperature(self):
        print("Resetting temperature to 0")
        self._temp = 0

استخدم وظائف الخاصية الكاملة:

temp = Temperature()

استخدم دالة التعيين (setter) مع التحقق من الصحة:

temp.temperature = 25
print(temp.temperature)  # 25

# temp.temperature = -300  # سيؤدي إلى رفع ValueError

استخدم الـ deleter:

del temp.temperature
print(temp.temperature)  # 0

قم بإنشاء مثال أكثر تعقيداً يتضمن نتيجة لعبة:

class Player:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self._score = 0
        self._level = 1
    
    @property
    def score(self):
        return self._score
    
    @score.setter
    def score(self, value):
        if value >= 0:
            self._score = value
            self._level = (value // 1000) + 1
        else:
            raise ValueError("Score cannot be negative")
    
    @score.deleter
    def score(self):
        print(f"Resetting {self.name}'s progress")
        self._score = 0
        self._level = 1
    
    @property
    def level(self):
        return self._level

player = Player("Alice")
player.score = 2500
print(f"Score: {player.score}, Level: {player.level}")  # Score: 2500, Level: 3

del player.score
print(f"Score: {player.score}, Level: {player.level}")  # Score: 0, Level: 1

المخرجات:

15
16
25
Resetting temperature to 0
0
Score: 2500, Level: 3
Resetting Alice's progress
Score: 0, Level: 1

نقطة رئيسية: تسمح مزخرفات الخصائص (property decorators) المتقدمة بالخصائص المحسوبة (المحسوبة من بيانات أخرى)، وحذف الخصائص باستخدام @property.deleter، والتحكم الكامل في جلب وتعيين وحذف السمات. هذا ينشئ واجهات بديهية مع الحفاظ على التحقق القوي من صحة البيانات والكبسلة (encapsulation).

التحدي

متوسط

في هذا التحدي، ستقوم بتنفيذ فئة Rectangle مع التغليف (encapsulation) المناسب والتحقق من صحة الخصائص.

rectangle.py - هذا هو الملف الذي تحتاج إلى تعديله، ويحتوي على تعليقات TODO لتوجيه عملية التنفيذ الخاصة بك
driver.py - يحتوي على سيناريوهات اختبار شاملة (لا تقم بتعديله)

قم بتنفيذ سمات خاصة (private attributes) لـ _width و _height
أنشئ خصائص (properties) لـ width و height مع التحقق من الصحة (يجب أن تكون موجبة)
- قم برفع رسائل ValueError المناسبة كما هو محدد في تعليقات TODO
- هام: تحقق مما إذا كانت القيمة أقل من أو تساوي 0، ثم ارفع الخطأ (هذا يضمن سلوكاً متسقاً)
قم بتنفيذ خصائص للقراءة فقط (read-only properties) لـ area و perimeter
أنشئ خاصية dimensions مع وظائف getter و setter و deleter كما هو موضح في تعليقات TODO
- هام: في الـ setter، استخدم صيغة تفكيك الصف (tuple unpacking): width, height = dimensions

ورقة مرجعية

توفر مزخرفات الخصائص (property decorators) المتقدمة تحكماً متطوراً في الوصول إلى السمات باستخدام الخصائص المحسوبة، والحاذفات (deleters)، وإدارة الخصائص الكاملة.

الخصائص المحسوبة:

class Rectangle:
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
    
    @property
    def area(self):
        return self.width * self.height
    
    @property
    def perimeter(self):
        return 2 * (self.width + self.height)

خاصية كاملة مع الجالب (Getter)، والمُعيّن (Setter)، والحاذف (Deleter):

class Temperature:
    def __init__(self):
        self._temp = 0
    
    @property
    def temperature(self):
        return self._temp
    
    @temperature.setter
    def temperature(self, value):
        if value < -273.15:
            raise ValueError("Temperature below absolute zero!")
        self._temp = value
    
    @temperature.deleter
    def temperature(self):
        print("Resetting temperature to 0")
        self._temp = 0

الاستخدام:

# الخصائص المحسوبة
rect = Rectangle(5, 3)
print(rect.area)      # 15
print(rect.perimeter) # 16

# وظائف الخاصية الكاملة
temp = Temperature()
temp.temperature = 25  # يستخدم المُعيّن (setter)
print(temp.temperature)  # يستخدم الجالب (getter)

del temp.temperature   # يستخدم الحاذف (deleter)

جرّب بنفسك

from rectangle import Rectangle

# معالج حالات الاختبار
test_case = input()

# اختبار الوظائف الأساسية
if test_case == "default_test":
    rect = Rectangle(5, 3)
    print(f"Width: {rect.width}, Height: {rect.height}")
    print(f"Area: {rect.area}, Perimeter: {rect.perimeter}")
    
    # اختبار خاصية الأبعاد (dimensions)
    print(f"Dimensions: {rect.dimensions}")
    rect.dimensions = (10, 8)
    print(f"New area: {rect.area}")
    
    # اختبار التحقق من الصحة
    try:
        rect.width = -2
    except ValueError as e:
        print(f"Validation error: {e}")
    
    # اختبار الحاذف (deleter)
    del rect.dimensions
    print(f"After reset: {rect.dimensions}")

# الاختبار بقيم صفرية
elif test_case == "zero_values":
    try:
        rect = Rectangle(0, 5)
    except ValueError as e:
        print(f"Error creating rectangle: {e}")
    
    try:
        rect = Rectangle(5, 0)
    except ValueError as e:
        print(f"Error creating rectangle: {e}")

# الاختبار بقيم سالبة
elif test_case == "negative_values":
    rect = Rectangle(5, 3)
    original_dimensions = rect.dimensions
    
    try:
        rect.dimensions = (5, -3)
    except ValueError as e:
        print(f"Error setting dimensions: {e}")
    
    print(f"Dimensions after failed update: {rect.dimensions}")
    print(f"Original dimensions preserved: {rect.dimensions == original_dimensions}")

# الاختبار بقيم كبيرة
elif test_case == "large_values":
    rect = Rectangle(1000000, 2000000)
    print(f"Large rectangle area: {rect.area}")
    print(f"Large rectangle perimeter: {rect.perimeter}")

# الاختبار بقيم عشرية
elif test_case == "float_values":
    rect = Rectangle(3.5, 2.75)
    print(f"Dimensions: {rect.dimensions}")
    print(f"Area: {rect.area}")
    print(f"Perimeter: {rect.perimeter}")
    
    rect.dimensions = (1.1, 2.2)
    print(f"New area with float dimensions: {rect.area}")

# الاختبار مع أخطاء النوع
elif test_case == "type_errors":
    try:
        rect = Rectangle("5", 3)
    except Exception as e:
        print(f"Type error during creation: {type(e).__name__}: {e}")
    
    rect = Rectangle(5, 3)
    try:
        rect.dimensions = 10  # ليس صفاً (tuple)
    except Exception as e:
        print(f"Type error setting dimensions: {type(e).__name__}: {e}")

# اختبار عمليات الخصائص المتعددة
elif test_case == "property_operations":
    rect = Rectangle(5, 10)
    print(f"Initial - Width: {rect.width}, Height: {rect.height}, Area: {rect.area}")
    
    rect.width = 8
    print(f"After width change - Width: {rect.width}, Area: {rect.area}")
    
    rect.height = 6
    print(f"After height change - Height: {rect.height}, Area: {rect.area}")
    
    rect.dimensions = (12, 9)
    print(f"After dimensions change - Dimensions: {rect.dimensions}, Area: {rect.area}")
    
    del rect.dimensions
    print(f"After reset - Dimensions: {rect.dimensions}, Area: {rect.area}")

# اختبار الحالات الحدية للتحقق من صحة الخصائص
elif test_case == "validation_edge_cases":
    rect = Rectangle(5, 3)
    
    try:
        rect.width = 0
    except ValueError as e:
        print(f"Zero width error: {e}")
    
    # يجب قبول القيمة الموجبة الصغيرة جداً
    rect.height = 0.0001
    print(f"Small height accepted: {rect.height}")
    print(f"Area with small height: {rect.area}")

# اختبار مستطيلات متعددة
elif test_case == "multiple_rectangles":
    rect1 = Rectangle(5, 3)
    rect2 = Rectangle(10, 2)
    rect3 = Rectangle(4, 4)
    
    print(f"Rectangle 1 - Area: {rect1.area}, Perimeter: {rect1.perimeter}")
    print(f"Rectangle 2 - Area: {rect2.area}, Perimeter: {rect2.perimeter}")
    print(f"Rectangle 3 - Area: {rect3.area}, Perimeter: {rect3.perimeter}")
    
    # تعديل كل مستطيل
    rect1.width = 7
    rect2.height = 5
    rect3.dimensions = (6, 6)
    
    print(f"After modifications:")
    print(f"Rectangle 1 - Dimensions: {rect1.dimensions}")
    print(f"Rectangle 2 - Dimensions: {rect2.dimensions}")
    print(f"Rectangle 3 - Dimensions: {rect3.dimensions}")

# اختبار الأداء مع العديد من العمليات
elif test_case == "performance_test":
    rect = Rectangle(5, 5)
    
    # إجراء العديد من عمليات الخصائص
    for i in range(1000):
        rect.width = i % 10 + 1  # القيم 1-10
        rect.height = i % 5 + 1  # القيم 1-5
        area = rect.area  # الوصول إلى خاصية محسوبة
        perimeter = rect.perimeter  # الوصول إلى خاصية محسوبة
        dims = rect.dimensions  # الوصول إلى جالب الخاصية (getter)
    
    print(f"Final state after 1000 operations:")
    print(f"Width: {rect.width}, Height: {rect.height}")
    print(f"Area: {rect.area}, Perimeter: {rect.perimeter}")