Luciano Ramalho setembro/2012. Objetos Pythonicos. Orientação a objetos e padrões de projeto em Python

Transcrição

1 Luciano Ramalho setembro/2012 Objetos Pythonicos Orientação a objetos e padrões de projeto em Python

2 Aula 4 Recapitulando iteráveis etc. Herança múltipla, MRO e super Propriedades Polimorfismo

3 Objetivos desta aula Rever iteradores, geradores etc. Corrigir exercício sobre herança Entender a MRO (method resolution order) e a função super Apresentar encapsulamento, atributos protegidos e propriedades Apresentar polimorfismo

4 Exemplos de iteração Iteração em Python não se limita a tipos primitivos Exemplos string arquivo Django QuerySet Baralho (em: OO em Python sem Sotaque )

5 Em Python, um iterável é... Um objeto a partir do qual a função iter consegue obter um iterador. A chamada iter(x): interface Iterable invoca x. iter () para obter um iterador ou, se x. iter não existe: fabrica um iterador que acessa os itens de x sequenciamente fazendo x[0], x[1], x[2] etc. protocolo de sequência

6 Protocolo de sequência implementação informal da interface class Trem(object): def init (self, num_vagoes): self.num_vagoes = num_vagoes def len (self): return self.num_vagoes def getitem (self, pos): indice = pos if pos >= 0 else self.num_vagoes + pos if 0 <= indice < self.num_vagoes: # indice 2 -> vagao #3 return 'vagao #%s' % (indice+1) else: raise IndexError('vagao inexistente %s' % pos)

7 Interface Sequence collections.sequence from collections import Sequence class Trem(Sequence): def init (self, num_vagoes): self.num_vagoes = num_vagoes def len (self): return self.num_vagoes def getitem (self, pos): indice = pos if pos >= 0 else self.num_vagoes + pos if 0 <= indice < self.num_vagoes: # indice 2 -> vagao #3 return 'vagao #%s' % (indice+1) else: raise IndexError('vagao inexistente %s' % pos)

8 Herança de Sequence >>> t = Trem(4) >>> 'vagao #2' in t True >>> 'vagao #5' in t False >>> for i in reversed(t): print i... vagao #4 vagao #3 vagao #2 vagao #1 >>> t.index('vagao #2') 1 >>> t.index('vagao #7') Traceback (most recent call last):... ValueError from collections import Seque class Trem(Sequence): def init (self, num_va self.num_vagoes = num def len (self): return self.num_vagoe def getitem (self, pos indice = pos if pos >

9 Interface Iterable Iterable provê um método iter O método iter devolve uma instância de Iterator

10 O padrão Iterator permite acessar os itens de uma coleção sequencialmente, isolando o cliente da implementação da coleção. Head First Design Patterns Poster O'Reilly, ISBN

11 Trem com iterator iter(t) class Trem(object): def init (self, num_vagoes): self.num_vagoes = num_vagoes def iter (self): return IteradorTrem(self.num_vagoes) class IteradorTrem(object): def init (self, num_vagoes): self.atual = 0 self.ultimo_vagao = num_vagoes - 1 def next(self): if self.atual <= self.ultimo_vagao: self.atual += 1 return 'vagao #%s' % (self.atual) else: raise StopIteration() for vagao in t: >>> t = Trem(4) >>> for vagao in t:... print(vagao) vagao #1 vagao #2 vagao #3 vagao #4 invoca iter(t) devolve IteradorTrem invoca itrem.next() até que ele levante StopIteration

12 Trem c/ função geradora iter(t) class Trem(object): def init (self, num_vagoes): self.num_vagoes = num_vagoes def iter (self): for i in range(self.num_vagoes): yield 'vagao #%s' % (i+1) for vagao in t: >>> t = Trem(4) >>> for vagao in t:... print(vagao) vagao #1 vagao #2 vagao #3 vagao #4 invoca iter(t) devolve gerador invoca gerador.next() até que ele levante StopIteration

13 Iterador clássico 12 linhas de código Função geradora 3 linhas class Trem(object): def init (self, num_vagoes): self.num_vagoes = num_vagoes def iter (self): return IteradorTrem(self.num_vagoes) class IteradorTrem(object): def init (self, num_vagoes): self.atual = 0 self.ultimo_vagao = num_vagoes - 1 def next(self): if self.atual <= self.ultimo_vagao: self.atual += 1 return 'vagao #%s' % (self.atual) else: raise StopIteration() mesma funcionalidade e desempenho! class Trem(object): def init (self, num_vagoes): self.num_vagoes = num_vagoes def iter (self): for i in range(self.num_vagoes): yield 'vagao #%s' % (i+1)

14 Trem c/ expressão geradora iter(t) class Trem(object): def init (self, num_vagoes): self.num_vagoes = num_vagoes def iter (self): return ('vagao #%s' % (i+1) for i in range(self.num_vagoes)) for vagao in t: >>> t = Trem(4) >>> for vagao in t:... print(vagao) vagao #1 vagao #2 vagao #3 vagao #4 invoca iter(t) devolve gerador invoca gerador.next() até que ele levante StopIteration

15 Módulo itertools demonstração... geradores (potencialmente) infinitos count(), cycle(), repeat() geradores que combinam vários iteráveis chain(), tee(), izip(), imap(), product(), compress()... geradores que selecionam ou agrupam itens: compress(), dropwhile(), groupby(), ifilter(), islice()... Iteradores que produzem combinações product(), permutations(), combinations()...

16 Exemplo prático de função geradora Funções geradoras para desacoplar laços de leitura e escrita em uma ferramenta para conversão de bases de dados semi-estruturadas

17 Módulo itertools demonstração... geradores (potencialmente) infinitos count(), cycle(), repeat() geradores que combinam vários iteráveis chain(), tee(), izip(), imap(), product(), compress()... geradores que selecionam ou agrupam itens: compress(), dropwhile(), groupby(), ifilter(), islice()... Iteradores que produzem combinações product(), permutations(), combinations()...

18 Solução do exercício 1.5 A classe ContadorTotalizadorAmigavel não precisa implementar qualquer método nem mesmo init

19 MRO method resolution order >>> Contador. mro (<class ' main.contador'>, <type 'object'>) >>> ContadorAmigavel. mro (<class ' main.contadoramigavel'>, <class ' main.contador'>, <type 'object'>) >>> ContadorTotalizadorAmigavel. mro (<class ' main.contadortotalizadoramigavel'>, <class ' main.contadortotalizador'>, <class ' main.contadoramigavel'>, <class ' main.contador'>, <type 'object'>)

20 Solução alternativa Herança simples

21 Solução alternativa Evitar o losango (diamond) Herança simples

22 O losango não é necessariamente ruim Em Python ele sempre está presente quando se usa herança múltipla as classes comuns (new style) herdam de object Herança múltipla deve ser usada com moderação classes mixin são uma forma segura contribuem métodos e campos sem sobrescrever outros atributos

23 Invocar método de superclasse A forma mais simples class ContadorTotalizador(Contador): def init (self): Contador. init (self) self.total = 0 def incluir(self, item): Contador.incluir(self, item) self.total += 1

24 Invocar método de superclasse A forma mais correta utiliza a MRO automaticamente class ContadorTotalizador(Contador): def init (self): super(contadortotalizador, self). init () self.total = 0 def incluir(self, item): super(contadortotalizador, self).incluir(item) self.total += 1

25 Abuso de getters/ setters Desnessário e... não pythonico!

26 Getters/setters Necessários quando se usa campos privados mas é desejável oferecer acesso controlado a esses campos (encapsulamento) para leitura: definir método getter para escrita: definir método setter Getters e setters que não implementam lógica são questionáveis em geral e desnecessários em Python

27 Atributos protegidos Sintaxe: atributo (dois à esquerda, >>> class C(object):... def init (self, idade):... self. idade = idade... >>> o = C(20) >>> o. idade Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'C' object has no attribute 'idade' >>> dir(o) ['_C idade', ' class ', ' delattr ', ' dict '...] >>> o._c idade 20 nenhum à direita) name mangling : desfiguração do nome

28 Controle de acesso a atributos em Python Não existem modificadores de acesso (private, protected etc.) Todos os atributos são públicos A convenção _x é para o programador (o interpretador ignora) A sintaxe x (dois ) tem o efeito de criar atributos protegidos contra sobrescrita acidental

29 Atributos protegidos Filosofia dos atributos protegidos em Python: Salvaguarda (safety) e não segurança (security) Evita acesso acidental Não evita acesso intencional

30 Propriedades Atributos que podem ser acessados como se fossem campos, mas acionam métodos de modo transparente sintaxe de acesso: o.x e não o.x() Isso permite definir campos públicos inicialmente, sem precisar definir getters e setters que não fazem nada e depois implementar properties (se necessário)

31 Propriedades Encapsulamento para quem precisa de encapsulamento >>> a = C() >>> a.x = 10 >>> print a.x 10 >>> a.x = -10 >>> print a.x 0 violação de encapsulamento? pergunte-me como!

32 Propriedade: implementação Apenas para leitura, via decorator: atributo protegido decorator class C(object): def init (self, x): self. x = def x(self): return self. x

33 Propriedade: implementação Leitura e escrita class C(object): def init (self, x=0): self. x = def x(self): return self. def x(self, valor): if valor >= 0: self. x = valor else: self. x = 0

34 Propriedade: exemplo de uso class ContadorTotalizador(Contador): def init (self): super(contadortotalizador, self). init () self. total = 0 def incluir(self, item): super(contadortotalizador, self).incluir(item) self. total += def total(self): return self. total

35 Polimorfismo: definição O conceito de polimorfismo significa que podemos tratar instâncias de diferentes classes da mesma forma. Assim, podemos enviar uma mensagem a um objeto sem saber de antemão qual é o seu tipo, e o objeto ainda assim fará a coisa certa, ao menos do ponto de dele. Scott Ambler The Object Primer, 2nd ed. - p. 173

36 Exemplo de polimorfismo A classe Baralho como sequência Live-coding com monkey-patching programação ao vivo com modificação de classe em tempo de execução