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高级属性装饰器

本课属于 Coddy Python 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 31 课，共 64 课。

高级属性装饰器可以更精细地控制属性访问，包括计算属性、删除器和完整的属性管理。

下面是一个计算属性的示例，这些属性的值由其他属性推导而来：

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)

像使用普通属性一样使用计算属性：

rect = Rectangle(5, 3)
print(rect.area)      # 15，自动计算得出
print(rect.perimeter) # 16，自动计算得出

创建一个包含 getter、setter 和 deleter 的属性：

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

使用完整的属性功能：

temp = Temperature()

使用带验证的 setter：

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

# temp.temperature = -300  # 会引发 ValueError

使用删除器：

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

创建一个包含游戏分数的更复杂示例：

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

输出：

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

重点：高级属性装饰器支持计算属性（根据其他数据计算得出）、使用 @property.deleter 删除属性，还能全面控制属性的获取、设置和删除。这样既能创建直观的接口，又能保持严格的数据验证和封装。

challenge icon

挑战

中等

在这个挑战中，你将实现一个 Rectangle 类，并正确进行封装和属性验证。

  • rectangle.py：这是你需要编辑的文件，其中包含用于指导你实现的 TODO 注释
  • driver.py：包含大量测试场景（不要修改）
  1. 将值存储在受保护的（内部）属性 _width 和 _height 中
  2. 为 width 和 height 创建属性，并进行验证（值必须为正数）
    • 按照 TODO 中的说明，抛出适当的 ValueError 错误消息
    • 重要：检查值是否小于或等于 0，如果是，则抛出错误（这样可以确保行为一致）
  3. 实现只读属性 area 和 perimeter
  4. 按照 TODO 中的说明，为 dimensions 创建具有获取器、设置器和删除器功能的属性
    • 重要：在设置器中使用元组解包语法：width, height = dimensions

亲手试试

from rectangle import Rectangle

# 测试用例处理代码
test_case = input()

# 基本功能测试
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}")
    
    # 测试 dimensions 属性
    print(f"Dimensions: {rect.dimensions}")
    rect.dimensions = (10, 8)
    print(f"New area: {rect.area}")
    
    # 测试值的有效性检查
    try:
        rect.width = -2
    except ValueError as e:
        print(f"Validation error: {e}")
    
    # 测试属性删除操作
    del rect.dimensions
    print(f"After reset: {rect.dimensions}")

# 测试零值
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}")

# 测试负值
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}")

# 测试较大的值
elif test_case == "large_values":
    rect = Rectangle(1000000, 2000000)
    print(f"Large rectangle area: {rect.area}")
    print(f"Large rectangle perimeter: {rect.perimeter}")

# 测试浮点数值
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}")

# 测试类型错误
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  # 不是元组
    except Exception as e:
        print(f"Type error setting dimensions: {type(e).__name__}: {e}")

# 测试多次属性操作
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}")

# 测试属性验证的边界情况
elif test_case == "validation_edge_cases":
    rect = Rectangle(5, 3)
    
    try:
        rect.width = 0
    except ValueError as e:
        print(f"Zero width error: {e}")
    
    # 应接受非常小的正数
    rect.height = 0.0001
    print(f"Small height accepted: {rect.height}")
    print(f"Area with small height: {rect.area}")

# 测试多个矩形
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}")
    
    # 修改每个矩形
    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}")

# 通过大量操作测试性能
elif test_case == "performance_test":
    rect = Rectangle(5, 5)
    
    # 执行大量属性操作
    for i in range(1000):
        rect.width = i % 10 + 1  # 值为 1 到 10
        rect.height = i % 5 + 1  # 值为 1 到 5
        area = rect.area  # 访问计算属性
        perimeter = rect.perimeter  # 访问计算属性
        dims = rect.dimensions  # 访问属性的 getter 方法
    
    print(f"Final state after 1000 operations:")
    print(f"Width: {rect.width}, Height: {rect.height}")
    print(f"Area: {rect.area}, Perimeter: {rect.perimeter}")
quiz icon自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

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