Реализация на языке Python

Краткое содержание лекции

Введение

• Цель: Реализация класса в Python, аналогичного классу в C++, реализованному в предыдущей лекции.
• Основные элементы реализации:
  • Данные экземпляра.
  • Методы экземпляра.
  • Свойства экземпляра.
• Жизненный цикл объекта: создание, инициализация, деинициализация, удаление.

Основы реализации класса в Python

• Синтаксис: class MyClass(object):.
• Особенность Python -- object в скобках.
• В C++ экземпляры классов создаются с нуля, без общих черт. Разные классы не имеют ничего общего.
• В Python 3 все классы имеют некоторые общие атрибуты, за которые и отвечает object.
• Переменные в Python создаются динамически.
• В функциях, реализующих методы:
  • Первый параметр -- self -- ссылка на экземпляр, с которым ведется работа.
  • Динамическая типизация: типы параметров не указываются.

Жизненный цикл объекта

• Создание объекта:
  • Функция создания объекта __new__ в Python реализуется при необходимости, что на практике делается редко.
  • __new__ принимает ссылку на класс, а не на экземпляр.
• Инициализация (Конструктор):
  • Определяется с помощью __init__(self, ...).
  • self – ссылка на экземпляр.
  • Устанавливает начальные значения для переменных экземпляра.
• Деинициализация (Деструктор):
  • Деструктор реализуется функцией __del__.
  • Деструктор может быть опущен, если он ничего не делает.
  • Деструктор по умолчанию ничего не делает.
• Копирование и присваивание:
• Присваивание в Python – это всегда копирование ссылки.
• B = A означает, что B – это ссылка на A, а не копия. A и B – две ссылки на один и тот же объект.
• Операцию присваивания нельзя переопределить.
• Нет необходимости в функции оператора присваивания.

Инкапсуляция

• Состояние объекта (данные экземпляра) должно изменяться только через методы.
• Вместо private (как в C++) используются двойные подчеркивания (__) перед именем переменной.
• __x вместо x для закрытых переменных.

Свойства (Properties)

• Простейший способ реализации свойства – использование декоратора @property.
• Декоратор @property указывает, что функция реализует свойство, а не метод.
• Свойство вызывается как атрибут, а не как метод (без скобок).
• Свойства часто бывают доступны только для чтения.
• Попытка присвоить значение свойству только для чтения вызовет ошибку.
• Для создания свойства, которое можно изменять, используется декоратор @property_name.setter.
• Присваивание значения свойству не гарантирует, что свойство действительно получит это значение.

Методы

• Методы реализуются обычным способом, используя self для ссылки на экземпляр.
• self – это экземпляр, указанный при вызове методаб ссылка на объект передается, как параметр self.
• a.dump() вызывает метод, реализованный функцией def dump(self):, причем a становится self.

Заключение

• Обзор основных аспектов реализации классов в Python.
• Рассмотрены:
  • Реализация методов, данных и свойств.
  • Жизненный цикл объекта: конструктор (__init__), деструктор (__del__).
• Дальнейшие темы: наследование, полиморфизм, мультиметоды и другие аспекты ООП в Python и C++.