プロパティデコレータ（応用）

CoddyのPythonジャーニー「オブジェクト指向プログラミング」セクションの一部。レッスン 31/64。

高度なプロパティデコレーターを使うと、計算プロパティ、削除メソッド、プロパティの完全な管理など、属性へのアクセスをより高度に制御できます。

他の属性から値を導き出す計算プロパティの例を示します。

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)

計算プロパティは通常の属性と同じように使います。

rect = Rectangle(5, 3)
print(rect.area)      # 15 - 自動的に計算される
print(rect.perimeter) # 16 - 自動的に計算される

ゲッター、セッター、デリーターを持つプロパティを作成します。

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

プロパティの機能をすべて使います。

temp = Temperature()

検証付きのセッターを使います。

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

# temp.temperature = -300  # ValueErrorが発生する

deleter を使います。

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

ゲームのスコアを使った、より複雑な例を作成します。

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

出力:

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

重要なポイント：高度なプロパティデコレーターを使うと、計算プロパティ（他のデータから計算されるプロパティ）、@property.deleterによるプロパティの削除、属性の取得・設定・削除の完全な制御が可能になります。これにより、強力なデータ検証とカプセル化を維持しながら、直感的なインターフェースを実現できます。

チャレンジ

中級

この課題では、適切なカプセル化とプロパティの検証を備えた Rectangle クラスを実装します。

rectangle.py - 編集するファイルです。実装の指針となる TODO コメントが含まれています
driver.py - 広範なテストシナリオが含まれています（変更しないでください）

_width と _height のプライベート属性を実装する
width と height のプロパティを作成し、検証を追加する（正の値であること）
- TODO で指定されている適切な ValueError メッセージを発生させる
- 重要: 値が 0 以下かどうかを確認し、その場合はエラーを発生させてください（これにより、一貫した動作が保証されます）
area と perimeter の読み取り専用プロパティを実装する
TODO で説明されているように、ゲッター、セッター、デリーター機能を持つ dimensions プロパティを作成する
- 重要: セッターでは、タプルのアンパック構文を使用してください: width, height = dimensions

自分で試してみよう

from rectangle import Rectangle

# テストケースの処理
test_case = input()

# 基本機能のテスト
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}")
    
    # dimensionsプロパティのテスト
    print(f"Dimensions: {rect.dimensions}")
    rect.dimensions = (10, 8)
    print(f"New area: {rect.area}")
    
    # 値の検証のテスト
    try:
        rect.width = -2
    except ValueError as e:
        print(f"Validation error: {e}")
    
    # 削除処理のテスト
    del rect.dimensions
    print(f"After reset: {rect.dimensions}")

# ゼロ値を使ったテスト
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}")

# 負の値を使ったテスト
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}")

# 大きな値を使ったテスト
elif test_case == "large_values":
    rect = Rectangle(1000000, 2000000)
    print(f"Large rectangle area: {rect.area}")
    print(f"Large rectangle perimeter: {rect.perimeter}")

# 浮動小数点数を使ったテスト
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}")

# 型エラーのテスト
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  # タプルではない
    except Exception as e:
        print(f"Type error setting dimensions: {type(e).__name__}: {e}")

# 複数のプロパティ操作のテスト
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}")

# プロパティの検証における境界条件をテストする
elif test_case == "validation_edge_cases":
    rect = Rectangle(5, 3)
    
    try:
        rect.width = 0
    except ValueError as e:
        print(f"Zero width error: {e}")
    
    # 非常に小さい正の値は受け入れられるべき
    rect.height = 0.0001
    print(f"Small height accepted: {rect.height}")
    print(f"Area with small height: {rect.area}")

# 複数の長方形をテストする
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}")
    
    # 各長方形を変更する
    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}")

# 多数の操作を行ってパフォーマンスをテストする
elif test_case == "performance_test":
    rect = Rectangle(5, 5)
    
    # プロパティの操作を多数実行する
    for i in range(1000):
        rect.width = i % 10 + 1  # 値は1-10
        rect.height = i % 5 + 1  # 値は1-5
        area = rect.area  # 計算プロパティにアクセスする
        perimeter = rect.perimeter  # 計算プロパティにアクセスする
        dims = rect.dimensions  # プロパティのゲッターにアクセスする
    
    print(f"Final state after 1000 operations:")
    print(f"Width: {rect.width}, Height: {rect.height}")
    print(f"Area: {rect.area}, Perimeter: {rect.perimeter}")