コード生成器としてのクロージャ
このステップでは、クロージャ (Closure) を使ってコードを動的に生成する方法を学びます。具体的には、クロージャを使ってクラス属性の型チェック (type-checking) システムを構築します。
まず、クロージャが何であるかを理解しましょう。クロージャは、メモリ上に存在しなくても、外側のスコープの値を記憶する関数オブジェクトです。Python では、ネストされた関数が外側の関数の値を参照するときにクロージャが作成されます。
では、型チェックシステムの実装を始めましょう。
/home/labex/project ディレクトリに typedproperty.py という名前の新しいファイルを作成し、以下のコードを記述します。
## typedproperty.py
def typedproperty(name, expected_type):
"""
Create a property with type checking.
Args:
name: The name of the property
expected_type: The expected type of the property value
Returns:
A property object that performs type checking
"""
private_name = '_' + name
@property
def value(self):
return getattr(self, private_name)
@value.setter
def value(self, val):
if not isinstance(val, expected_type):
raise TypeError(f'Expected {expected_type}')
setattr(self, private_name, val)
return value
このコードでは、typedproperty 関数がクロージャです。この関数は name と expected_type という 2 つの引数を受け取ります。@property デコレータは、プロパティのゲッターメソッドを作成するために使用され、これにより非公開属性の値が取得されます。@value.setter デコレータは、設定される値が期待される型であるかをチェックするセッターメソッドを作成します。もしそうでなければ、TypeError が発生します。
- これらの型付きプロパティを使用するクラスを作成しましょう。以下のコードで
stock.py という名前のファイルを作成します。
from typedproperty import typedproperty
class Stock:
"""A class representing a stock with type-checked attributes."""
name = typedproperty('name', str)
shares = typedproperty('shares', int)
price = typedproperty('price', float)
def __init__(self, name, shares, price):
self.name = name
self.shares = shares
self.price = price
Stock クラスでは、typedproperty 関数を使用して name、shares、price の型チェック付き属性を作成しています。Stock クラスのインスタンスを作成すると、型チェックが自動的に適用されます。
- これを実際に動作させるためのテストファイルを作成しましょう。以下のコードで
test_stock.py という名前のファイルを作成します。
from stock import Stock
## Create a stock with correct types
s = Stock('GOOG', 100, 490.1)
print(f"Stock name: {s.name}")
print(f"Stock shares: {s.shares}")
print(f"Stock price: {s.price}")
## Try to set an attribute with the wrong type
try:
s.shares = "hundred" ## This should raise a TypeError
print("Type check failed")
except TypeError as e:
print(f"Type check succeeded: {e}")
このテストファイルでは、まず正しい型で Stock オブジェクトを作成します。次に、shares 属性を文字列に設定しようとしますが、期待される型は整数なので TypeError が発生するはずです。
- テストファイルを実行します。
python3 test_stock.py
以下のような出力が表示されるはずです。
Stock name: GOOG
Stock shares: 100
Stock price: 490.1
Type check succeeded: Expected <class 'int'>
この出力は、型チェックが正しく動作していることを示しています。
- 次に、
typedproperty.py を拡張して、一般的な型のための便利関数を追加しましょう。ファイルの末尾に以下のコードを追加します。
def String(name):
"""Create a string property with type checking."""
return typedproperty(name, str)
def Integer(name):
"""Create an integer property with type checking."""
return typedproperty(name, int)
def Float(name):
"""Create a float property with type checking."""
return typedproperty(name, float)
これらの関数は typedproperty 関数をラップしたもので、一般的な型のプロパティを簡単に作成できるようにしています。
- これらの便利関数を使用する
stock_enhanced.py という名前の新しいファイルを作成します。
from typedproperty import String, Integer, Float
class Stock:
"""A class representing a stock with type-checked attributes."""
name = String('name')
shares = Integer('shares')
price = Float('price')
def __init__(self, name, shares, price):
self.name = name
self.shares = shares
self.price = price
この Stock クラスは、便利関数を使用して型チェック付き属性を作成しており、コードがより読みやすくなっています。
- 拡張版をテストするための
test_stock_enhanced.py という名前のテストファイルを作成します。
from stock_enhanced import Stock
## Create a stock with correct types
s = Stock('GOOG', 100, 490.1)
print(f"Stock name: {s.name}")
print(f"Stock shares: {s.shares}")
print(f"Stock price: {s.price}")
## Try to set an attribute with the wrong type
try:
s.price = "490.1" ## This should raise a TypeError
print("Type check failed")
except TypeError as e:
print(f"Type check succeeded: {e}")
このテストファイルは前のものと似ていますが、拡張版の Stock クラスをテストしています。
- テストを実行します。
python3 test_stock_enhanced.py
以下のような出力が表示されるはずです。
Stock name: GOOG
Stock shares: 100
Stock price: 490.1
Type check succeeded: Expected <class 'float'>
このステップでは、クロージャを使ってコードを生成する方法を実証しました。typedproperty 関数は型チェックを行うプロパティオブジェクトを作成し、String、Integer、Float 関数は一般的な型の特殊なプロパティを作成します。
