Замыкания как генератор кода
На этом этапе мы узнаем, как замыкания (closures) можно использовать для динамического генерации кода. В частности, мы создадим систему проверки типов для атрибутов класса с использованием замыканий.
Сначала разберемся, что такое замыкания. Замыкание — это объект функции, который запоминает значения из внешней области видимости, даже если они больше не находятся в памяти. В Python замыкания создаются, когда вложенная функция ссылается на значение из внешней функции.
Теперь приступим к реализации нашей системы проверки типов.
- Создайте новый файл с именем
typedproperty.py в директории /home/labex/project со следующим кодом:
## 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
В этом коде функция typedproperty является замыканием. Она принимает два аргумента: name и expected_type. Декоратор @property используется для создания метода-геттера для свойства, который извлекает значение приватного атрибута. Декоратор @value.setter создает метод-сеттер, который проверяет, является ли устанавливаемое значение ожидаемого типа. Если нет, он вызывает исключение TypeError.
- Теперь создадим класс, который использует эти типизированные свойства. Создайте файл с именем
stock.py со следующим кодом:
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
В классе Stock мы используем функцию typedproperty для создания атрибутов с проверкой типов для name, shares и price. Когда мы создаем экземпляр класса Stock, проверка типов будет автоматически применена.
- Создадим тестовый файл, чтобы увидеть это в действии. Создайте файл с именем
test_stock.py со следующим кодом:
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}")
В этом тестовом файле мы сначала создаем объект Stock с правильными типами. Затем мы пытаемся установить атрибут shares в строку, что должно вызвать исключение TypeError, так как ожидаемый тип — целое число.
- Запустите тестовый файл:
python3 test_stock.py
Вы должны увидеть вывод, похожий на следующий:
Stock name: GOOG
Stock shares: 100
Stock price: 490.1
Type check succeeded: Expected <class 'int'>
Этот вывод показывает, что проверка типов работает правильно.
- Теперь усовершенствуем файл
typedproperty.py, добавив удобные функции для общих типов. Добавьте следующий код в конец файла:
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)
Эти функции являются обертками вокруг функции typedproperty, что упрощает создание свойств общих типов.
- Создайте новый файл с именем
stock_enhanced.py, который использует эти удобные функции:
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
В этом классе Stock используются удобные функции для создания атрибутов с проверкой типов, что делает код более читаемым.
- Создайте тестовый файл
test_stock_enhanced.py для тестирования усовершенствованной версии:
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}")
Этот тестовый файл похож на предыдущий, но он тестирует усовершенствованный класс Stock.
- Запустите тест:
python3 test_stock_enhanced.py
Вы должны увидеть вывод, похожий на следующий:
Stock name: GOOG
Stock shares: 100
Stock price: 490.1
Type check succeeded: Expected <class 'float'>
На этом этапе мы продемонстрировали, как замыкания можно использовать для генерации кода. Функция typedproperty создает объекты свойств, которые выполняют проверку типов, а функции String, Integer и Float создают специализированные свойства для общих типов.
