Projektowanie interfejsów

Część sekcji Programowanie obiektowe ścieżki Python w Coddy. Lekcja 26 z 64.

Interfejs definiuje kontrakt, którego muszą przestrzegać klasy. W Pythonie tworzymy interfejsy za pomocą abstrakcyjnych klas bazowych, w których wszystkie metody są abstrakcyjne.

Zaimportuj moduł abc:

from abc import ABC, abstractmethod

Utwórz interfejs zawierający wyłącznie metody abstrakcyjne:

class Drawable(ABC):
    @abstractmethod
    def draw(self):
        pass
    @abstractmethod
    def resize(self, width, height):
        pass

Wszystkie metody w interfejsie powinny być abstrakcyjne — określają, co muszą robić klasy implementujące interfejs, a nie jak mają to robić.

Zaimplementuj interfejs w konkretnej klasie:

class Circle(Drawable):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius
    def draw(self):
        return "Drawing a circle"
    def resize(self, width, height):
        self.radius = min(width, height) / 2
        return f"Resized circle to radius {self.radius}"

Utwórz kolejną klasę, która implementuje ten sam interfejs:

class Rectangle(Drawable):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
    def draw(self):
        return "Drawing a rectangle"
    def resize(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
        return f"Resized rectangle to {width}x{height}"

Użyj interfejsu polimorficznie:

shapes = [Circle(5), Rectangle(3, 4)]
for shape in shapes:
    print(shape.draw())
    print(shape.resize(10, 8))

Wynik:

Drawing a circle
Resized circle to radius 4.0
Drawing a rectangle
Resized rectangle to 10x8

Możesz także używać interfejsów jako podpowiedzi typów:

def render_shape(drawable: Drawable):
    return drawable.draw()
circle = Circle(3)
print(render_shape(circle))

Wynik:

Drawing a circle

Najważniejsza kwestia: interfejsy określają, co klasy muszą robić, a nie jak mają to robić. Używaj abstrakcyjnych klas bazowych zawierających wyłącznie metody abstrakcyjne, aby tworzyć jasne kontrakty, których muszą przestrzegać klasy implementujące. Zapewnia to spójne działanie różnych implementacji.

Wyzwanie

Średni

W tym wyzwaniu zaimplementujesz system odtwarzacza multimediów z interfejsami.

Musisz edytować następujące pliki:

playable.py — zaimplementuj abstrakcyjne klasy bazowe (interfejsy)
song.py — zaimplementuj klasę Song
video.py — zaimplementuj klasę Video
mediaplayer.py — zaimplementuj klasę MediaPlayer

Każdy plik zawiera szczegółowe komentarze TODO, które pomogą Ci w implementacji. Postępuj zgodnie z tymi komentarzami, aby utworzyć kompletny system odtwarzacza multimediów z odpowiednim dziedziczeniem i implementacją interfejsów.

Spróbuj swoich sił

from song import Song
from video import Video
from mediaplayer import MediaPlayer
from playable import Playable, MediaInfo

# Kompleksowa obsługa przypadków testowych
test_case = input()

if test_case == "default_test":
    # Domyślny przypadek testowy z oryginalnego zadania
    song = Song("Bohemian Rhapsody", "Queen", 355)
    video = Video("Python Tutorial", "1080p", 1800)
    player = MediaPlayer()

    # Test z utworem
    player.set_media(song)
    print(player.current_media.get_info())
    print(player.play())
    print(player.pause())
    print(player.stop())
    print()  # Pusta linia dla czytelności

    # Test z filmem
    player.set_media(video)
    print(player.current_media.get_info())
    print(player.play())
    print(player.pause())
    print(player.stop())

elif test_case == "empty_player":
    # Test odtwarzacza multimediów bez ustawionych mediów
    player = MediaPlayer()
    print(player.play())  # Powinno wypisać "No media set"
    print(player.pause())  # Powinno wypisać "No media set"
    print(player.stop())  # Powinno wypisać "No media set"

elif test_case == "time_formatting":
    # Test formatowania czasu w metodzie get_info()
    song1 = Song("Short Song", "Artist A", 65)  # 1:05
    song2 = Song("Long Song", "Artist B", 3661)  # 61:01
    video1 = Video("Hour Video", "720p", 3600)  # 60:00
    
    print(song1.get_info())
    print(song2.get_info())
    print(video1.get_info())

elif test_case == "interface_compliance":
    # Test, czy Song i Video poprawnie implementują interfejsy
    song = Song("Test Song", "Test Artist", 180)
    video = Video("Test Video", "480p", 240)
    
    # Sprawdzenie implementacji interfejsów
    print(f"Song implements Playable: {isinstance(song, Playable)}")
    print(f"Song implements MediaInfo: {isinstance(song, MediaInfo)}")
    print(f"Video implements Playable: {isinstance(video, Playable)}")
    print(f"Video implements MediaInfo: {isinstance(video, MediaInfo)}")
    
    # Test wszystkich metod interfejsów
    print(song.play())
    print(song.pause())
    print(song.stop())
    print(song.get_title())
    print(song.get_duration())
    print(song.get_info())
    
    print(video.play())
    print(video.pause())
    print(video.stop())
    print(video.get_title())
    print(video.get_duration())
    print(video.get_info())

elif test_case == "polymorphism":
    # Test zachowania polimorficznego na liście różnych typów mediów
    media_list = [
        Song("Song 1", "Artist 1", 180),
        Video("Video 1", "720p", 300),
        Song("Song 2", "Artist 2", 240),
        Video("Video 2", "1080p", 420)
    ]
    
    player = MediaPlayer()
    
    for media in media_list:
        player.set_media(media)
        print(f"Media: {media.get_title()}")
        print(f"Info: {media.get_info()}")
        print(f"Play: {player.play()}")
        print()

elif test_case == "edge_cases":
    # Przetestuj przypadki brzegowe
    empty_song = Song("", "", 0)
    edge_video = Video("A" * 100, "", -10)  # Bardzo długi tytuł, pusta rozdzielczość, ujemny czas trwania
    
    print(f"Empty song info: {empty_song.get_info()}")
    print(f"Edge video info: {edge_video.get_info()}")
    
    player = MediaPlayer()
    player.set_media(empty_song)
    print(player.play())
    player.set_media(edge_video)
    print(player.play())

elif test_case == "stress_test":
    # Zaimplementuj test obciążeniowy z wieloma obiektami multimedialnymi
    songs = [Song(f"Song {i}", f"Artist {i}", i * 30) for i in range(1, 101)]
    videos = [Video(f"Video {i}", f"{i*10}p", i * 60) for i in range(1, 101)]
    
    player = MediaPlayer()
    
    # Przetestuj wszystkie utwory
    for i, song in enumerate(songs):
        player.set_media(song)
        if i % 10 == 0:  # Wypisuj tylko co 10. wynik, aby uniknąć zbyt dużej ilości danych wyjściowych
            print(f"Playing song {i+1}: {player.play()}")
    
    # Przetestuj wszystkie filmy
    for i, video in enumerate(videos):
        player.set_media(video)
        if i % 10 == 0:  # Wypisuj tylko co 10. wynik, aby uniknąć zbyt dużej ilości danych wyjściowych
            print(f"Playing video {i+1}: {player.play()}")
    
    print("Stress test completed successfully!")