Dekoratory właściwości — zaawansowane

Część sekcji Programowanie obiektowe ścieżki Python w Coddy. Lekcja 31 z 64.

Zaawansowane dekoratory właściwości zapewniają bardziej wyrafinowaną kontrolę nad dostępem do atrybutów, w tym właściwości obliczane, metody usuwające i pełne zarządzanie właściwościami.

Oto przykład właściwości obliczanych na podstawie innych atrybutów:

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)

Używaj właściwości obliczanych tak jak zwykłych atrybutów:

rect = Rectangle(5, 3)
print(rect.area)      # 15 - obliczane automatycznie
print(rect.perimeter) # 16 - obliczane automatycznie

Utwórz właściwość z metodami pobierającą, ustawiającą i usuwającą:

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

Użyj pełnej funkcjonalności właściwości:

temp = Temperature()

Użyj settera z walidacją:

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

# temp.temperature = -300  # Spowodowałoby zgłoszenie ValueError

Użyj deletera:

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

Utwórz bardziej złożony przykład z wynikiem w grze:

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

Wynik:

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

Kluczowa kwestia: Zaawansowane dekoratory właściwości umożliwiają tworzenie właściwości obliczanych (na podstawie innych danych), usuwanie właściwości za pomocą @property.deleter oraz pełną kontrolę nad pobieraniem, ustawianiem i usuwaniem atrybutów. Dzięki temu powstają intuicyjne interfejsy, a jednocześnie zachowane są solidna walidacja danych i hermetyzacja.

Wyzwanie

Średni

W tym wyzwaniu zaimplementujesz klasę Rectangle z odpowiednią enkapsulacją i walidacją właściwości.

rectangle.py — ten plik należy edytować; zawiera komentarze TODO, które pomogą Ci w implementacji
driver.py — zawiera rozbudowane scenariusze testowe (nie modyfikuj go)

Zaimplementuj prywatne atrybuty _width i _height
Utwórz właściwości width i height z walidacją (wartości muszą być dodatnie)
- Zgłaszaj odpowiednie komunikaty ValueError zgodnie z opisem w komentarzach TODO
- Ważne: Sprawdź, czy wartość jest mniejsza lub równa 0, a następnie zgłoś błąd (zapewnia to spójne działanie)
Zaimplementuj właściwości tylko do odczytu area i perimeter
Utwórz właściwość dimensions z funkcjonalnością gettera, settera i deletera zgodnie z opisem w komentarzach TODO
- Ważne: W setterze użyj składni rozpakowywania krotki: width, height = dimensions

Spróbuj swoich sił

from rectangle import Rectangle

# Obsługa przypadku testowego
test_case = input()

# Test podstawowej funkcjonalności
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}")
    
    # Test właściwości dimensions
    print(f"Dimensions: {rect.dimensions}")
    rect.dimensions = (10, 8)
    print(f"New area: {rect.area}")
    
    # Test walidacji
    try:
        rect.width = -2
    except ValueError as e:
        print(f"Validation error: {e}")
    
    # Test metody usuwającej
    del rect.dimensions
    print(f"After reset: {rect.dimensions}")

# Test z wartościami zerowymi
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}")

# Test z wartościami ujemnymi
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}")

# Test z dużymi wartościami
elif test_case == "large_values":
    rect = Rectangle(1000000, 2000000)
    print(f"Large rectangle area: {rect.area}")
    print(f"Large rectangle perimeter: {rect.perimeter}")

# Test z wartościami zmiennoprzecinkowymi
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}")

# Test z błędami typów
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  # To nie jest krotka
    except Exception as e:
        print(f"Type error setting dimensions: {type(e).__name__}: {e}")

# Test wielu operacji na właściwościach
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}")

# Przetestuj przypadki brzegowe walidacji właściwości
elif test_case == "validation_edge_cases":
    rect = Rectangle(5, 3)
    
    try:
        rect.width = 0
    except ValueError as e:
        print(f"Zero width error: {e}")
    
    # Bardzo mała wartość dodatnia powinna zostać zaakceptowana
    rect.height = 0.0001
    print(f"Small height accepted: {rect.height}")
    print(f"Area with small height: {rect.area}")

# Przetestuj wiele prostokątów
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}")
    
    # Zmodyfikuj każdy prostokąt
    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}")

# Przetestuj wydajność przy wielu operacjach
elif test_case == "performance_test":
    rect = Rectangle(5, 5)
    
    # Wykonaj wiele operacji na właściwościach
    for i in range(1000):
        rect.width = i % 10 + 1  # Wartości 1-10
        rect.height = i % 5 + 1  # Wartości 1-5
        area = rect.area  # Uzyskaj dostęp do właściwości obliczanej
        perimeter = rect.perimeter  # Uzyskaj dostęp do właściwości obliczanej
        dims = rect.dimensions  # Uzyskaj dostęp do metody pobierającej właściwość
    
    print(f"Final state after 1000 operations:")
    print(f"Width: {rect.width}, Height: {rect.height}")
    print(f"Area: {rect.area}, Perimeter: {rect.perimeter}")