Добавление преобразований типов (Type Conversions)
Наш класс MutInt в настоящее время поддерживает операции сложения и сравнения. Однако он не работает со встроенными в Python функциями преобразования, такими как int() и float(). Эти функции преобразования очень полезны в Python. Например, когда вы хотите преобразовать значение в целое число или число с плавающей точкой для различных вычислений или операций, вы полагаетесь на эти функции. Итак, давайте добавим возможности нашему классу MutInt для работы с ними.
- Откройте
mutint.py в WebIDE и обновите его следующим кодом:
## mutint.py
from functools import total_ordering
@total_ordering
class MutInt:
"""
Изменяемый класс целых чисел, который позволяет изменять свое значение после создания.
"""
__slots__ = ['value']
def __init__(self, value):
"""Инициализация целочисленным значением."""
self.value = value
def __str__(self):
"""Возвращает строковое представление для печати."""
return str(self.value)
def __repr__(self):
"""Возвращает строковое представление, удобное для разработчиков."""
return f'MutInt({self.value!r})'
def __format__(self, fmt):
"""Поддержка форматирования строк со спецификациями формата."""
return format(self.value, fmt)
def __add__(self, other):
"""Обработка сложения: self + other."""
if isinstance(other, MutInt):
return MutInt(self.value + other.value)
elif isinstance(other, int):
return MutInt(self.value + other)
else:
return NotImplemented
def __radd__(self, other):
"""Обработка обратного сложения: other + self."""
return self.__add__(other)
def __iadd__(self, other):
"""Обработка сложения на месте (in-place addition): self += other."""
if isinstance(other, MutInt):
self.value += other.value
return self
elif isinstance(other, int):
self.value += other
return self
else:
return NotImplemented
def __eq__(self, other):
"""Обработка сравнения на равенство: self == other."""
if isinstance(other, MutInt):
return self.value == other.value
elif isinstance(other, int):
return self.value == other
else:
return NotImplemented
def __lt__(self, other):
"""Обработка сравнения "меньше чем": self < other."""
if isinstance(other, MutInt):
return self.value < other.value
elif isinstance(other, int):
return self.value < other
else:
return NotImplemented
def __int__(self):
"""Преобразование в int (integer)."""
return self.value
def __float__(self):
"""Преобразование в float (число с плавающей точкой)."""
return float(self.value)
__index__ = __int__ ## Поддержка индексации массивов и других операций, требующих индекс
def __lshift__(self, other):
"""Обработка сдвига влево: self << other."""
if isinstance(other, MutInt):
return MutInt(self.value << other.value)
elif isinstance(other, int):
return MutInt(self.value << other)
else:
return NotImplemented
def __rlshift__(self, other):
"""Обработка обратного сдвига влево: other << self."""
if isinstance(other, int):
return MutInt(other << self.value)
else:
return NotImplemented
Мы добавили три новых метода в класс MutInt:
__int__(): Этот метод вызывается, когда вы используете функцию int() для объекта нашего класса MutInt. Например, если у вас есть объект MutInt a, и вы пишете int(a), Python вызовет метод __int__() объекта a.__float__(): Аналогично, этот метод вызывается, когда вы используете функцию float() для нашего объекта MutInt.__index__(): Этот метод используется для операций, которые специально требуют целочисленный индекс. Например, когда вы хотите получить доступ к элементу в списке, используя индекс, или выполнить операции определения битовой длины (bit-length operations), Python требует целочисленный индекс.__lshift__(): Этот метод обрабатывает операции сдвига влево, когда объект MutInt находится слева от оператора <<.__rlshift__(): Этот метод обрабатывает операции сдвига влево, когда объект MutInt находится справа от оператора <<.
Метод __index__ имеет решающее значение для операций, требующих целочисленный индекс, таких как индексация списка, срезы (slicing) и операции определения битовой длины. В нашей простой реализации мы устанавливаем его таким же, как __int__, потому что значение нашего объекта MutInt можно напрямую использовать в качестве целочисленного индекса.
Методы __lshift__ и __rlshift__ необходимы для поддержки побитовых операций сдвига влево (bitwise left shift operations). Они позволяют нашим объектам MutInt участвовать в побитовых операциях, что является общим требованием для целочисленных типов.
- Создайте новый тестовый файл с именем
test_conversions.py для тестирования этих новых методов:
## test_conversions.py
from mutint import MutInt
## Создаем объект MutInt
a = MutInt(3)
## Тестируем преобразования
print(f"int(a): {int(a)}")
print(f"float(a): {float(a)}")
## Тестируем использование в качестве индекса
names = ['Dave', 'Guido', 'Paula', 'Thomas', 'Lewis']
print(f"names[a]: {names[a]}")
## Тестируем использование в битовых операциях (требуется __index__)
print(f"1 << a: {1 << a}") ## Сдвиг влево на 3
## Тестируем функции hex/oct/bin (требуется __index__)
print(f"hex(a): {hex(a)}")
print(f"oct(a): {oct(a)}")
print(f"bin(a): {bin(a)}")
## Изменяем и тестируем снова
a.value = 4
print(f"\nПосле изменения значения на 4:")
print(f"int(a): {int(a)}")
print(f"names[a]: {names[a]}")
- Запустите тестовый скрипт:
python3 /home/labex/project/test_conversions.py
Вы должны увидеть вывод, похожий на этот:
int(a): 3
float(a): 3.0
names[a]: Thomas
1 << a: 8
hex(a): 0x3
oct(a): 0o3
bin(a): 0b11
После изменения значения на 4:
int(a): 4
names[a]: Lewis
Теперь наш класс MutInt можно преобразовать в стандартные типы Python и использовать в операциях, требующих целочисленный индекс.
Метод __index__ особенно важен. Он был введен в Python, чтобы позволить объектам использоваться в ситуациях, когда требуется целочисленный индекс, таких как индексация списка, побитовые операции и различные функции, такие как hex(), oct() и bin().
С этими дополнениями наш класс MutInt теперь является довольно полным примитивным типом. Его можно использовать в большинстве контекстов, где использовалось бы обычное целое число, с дополнительным преимуществом - изменяемостью.
Полная реализация MutInt
Вот наша полная реализация MutInt со всеми добавленными нами функциями:
## mutint.py
from functools import total_ordering
@total_ordering
class MutInt:
"""
Изменяемый класс целых чисел, который позволяет изменять свое значение после создания.
"""
__slots__ = ['value']
def __init__(self, value):
"""Инициализация целочисленным значением."""
self.value = value
def __str__(self):
"""Возвращает строковое представление для печати."""
return str(self.value)
def __repr__(self):
"""Возвращает строковое представление, удобное для разработчиков."""
return f'MutInt({self.value!r})'
def __format__(self, fmt):
"""Поддержка форматирования строк со спецификациями формата."""
return format(self.value, fmt)
def __add__(self, other):
"""Обработка сложения: self + other."""
if isinstance(other, MutInt):
return MutInt(self.value + other.value)
elif isinstance(other, int):
return MutInt(self.value + other)
else:
return NotImplemented
def __radd__(self, other):
"""Обработка обратного сложения: other + self."""
return self.__add__(other)
def __iadd__(self, other):
"""Обработка сложения на месте (in-place addition): self += other."""
if isinstance(other, MutInt):
self.value += other.value
return self
elif isinstance(other, int):
self.value += other
return self
else:
return NotImplemented
def __eq__(self, other):
"""Обработка сравнения на равенство: self == other."""
if isinstance(other, MutInt):
return self.value == other.value
elif isinstance(other, int):
return self.value == other
else:
return NotImplemented
def __lt__(self, other):
"""Обработка сравнения "меньше чем": self < other."""
if isinstance(other, MutInt):
return self.value < other.value
elif isinstance(other, int):
return self.value < other
else:
return NotImplemented
def __int__(self):
"""Преобразование в int (integer)."""
return self.value
def __float__(self):
"""Преобразование в float (число с плавающей точкой)."""
return float(self.value)
__index__ = __int__ ## Поддержка индексации массивов и других операций, требующих индекс
def __lshift__(self, other):
"""Обработка сдвига влево: self << other."""
if isinstance(other, MutInt):
return MutInt(self.value << other.value)
elif isinstance(other, int):
return MutInt(self.value << other)
else:
return NotImplemented
def __rlshift__(self, other):
"""Обработка обратного сдвига влево: other << self."""
if isinstance(other, int):
return MutInt(other << self.value)
else:
return NotImplemented
Эта реализация охватывает ключевые аспекты создания нового примитивного типа в Python. Чтобы сделать его еще более полным, вы могли бы реализовать дополнительные методы для других операций, таких как вычитание, умножение, деление и т. д.
