Магічні методи

Працюємо з тим самим каталогом бібліотеки, що й у лекції. Усе роби в окремому файлі katalog.py або в новому зошиті — практику не редагуй, вона знадобиться для звірки.

рівень 1Рівень 1 — База

Збери клас Видання з повним набором методів і доведи assertами, що кожен із них справді викликається.

1. Напиши Видання(назва, рік, сторінок) — три поля замість двох.
2. Додай __repr__ (відтворюваний: Видання('Кобзар', 1840, 114)) і __str__ (людський: Кобзар (1840)).
3. Додай __eq__ і __hash__ за всіма трьома полями — обовʼязково разом.
4. Додай __len__, який повертає кількість сторінок.
5. Створи три видання, з яких два мають однаковий вміст, і поклади всі три в множину.

Зроблено, якщо:

• assert repr(видання) == "Видання('Кобзар', 1840, 114)" проходить;
• assert eval(repr(видання)) == видання проходить — тобто __repr__ справді відтворює обʼєкт, а __eq__ це підтверджує;
• assert len(множина) == 2 проходить — дублікат схлопнувся;
• assert len(видання) == 114 і assert bool(видання) is True проходять;
• є assert hash(к1) == hash(к2) для двох рівних видань.

рівень 2Рівень 2 — Плюс

Тепер контейнер і власний менеджер контексту.

1. Напиши клас Полиця, який тримає список видань і реалізує __len__, __getitem__, __iter__, __contains__ і __repr__.
2. Додай __add__: полиця1 + полиця2 повертає нову полицю з усіма позиціями обох. Вихідні полиці не змінюються.
3. Додай __lt__ для Видання (порядок за роком, потім за назвою) і метод Полиця.за_роком(), який повертає нову полицю з відсортованими позиціями.
4. Напиши менеджер контексту Інвентаризація, який на вході запамʼятовує len(полиця), а на виході друкує, скільки позицій додали чи прибрали за час блоку, і записує різницю в атрибут зміна.

Зроблено, якщо:

• assert len(полиця1 + полиця2) == len(полиця1) + len(полиця2) проходить, і одразу після нього assert len(полиця1) == довжина_до — доказ, що + нічого не зіпсував;
• assert (полиця1 + полиця2) is not полиця1 проходить;
• assert [в.рік for в in полиця.за_роком()] == sorted(в.рік for в in полиця) проходить;
• після блоку with Інвентаризація(полиця) as інв:, у якому додали дві позиції, проходить assert інв.зміна == 2;
• є другий блок with, усередині якого кинуто виняток, і після нього проходить assert інв2.зміна is not None — тобто __exit__ відпрацював попри виняток.

рівень 3Рівень 3 — Виклик

Дослідження меж: що саме ламається, коли контракт порушено, і скільки це коштує.

1. Зміряй ціну хешу. Зроби два класи з однаковим __eq__: у першого __hash__ рахується з кортежа полів, у другого — return 1 (формально контракт не порушено: рівні обʼєкти дають рівний хеш!). Заведи по 5000 різних видань кожного класу, поклади в множину й зміряй time.perf_counter() для побудови та для 5000 перевірок in.
2. Поясни цифри. Запиши в коментарі, чому другий варіант повільніший і на скільки разів, спираючись на розділ про хеш-таблицю з теми 8: що відбувається, коли всі ключі потрапляють в одну комірку.
3. Зламай обʼєкт зсередини множини. Візьми клас із коректним __hash__, поклади обʼєкт у множину, а потім зміни поле, від якого хеш залежить. Покажи assertами, що обʼєкт більше не знаходиться в множині — навіть за самим собою, — хоча len(множина) і далі дорівнює одиниці.
4. Полагодь. Переробі клас так, щоб зламати його стало неможливо: поля тільки читаються (property без сетера або __slots__ плюс запис у __init__ через object.__setattr__), а «зміна» повертає новий обʼєкт методом з_роком(новий_рік).

Зроблено, якщо:

• зафіксовані обидва заміри з числами, і повільніший варіант програє щонайменше вдесятеро на перевірках in;
• у коментарі своїми словами пояснено, у що перетворюється хеш-таблиця, коли всі ключі дають одну комірку, і яка складність пошуку виходить замість очікуваної;
• проходить assert обʼєкт not in множина після зміни поля, і поруч assert len(множина) == 1 — обидва одночасно;
• на полагодженому класі проходить assert видання.з_роком(1841) is not видання і спроба видання.рік = 1841 кидає виняток (спіймай його try/except і надрукуй тип).

Підказки

• Рівень 1. Якщо eval(repr(видання)) == видання не проходить, дивись не на __eq__, а на __repr__: найчастіше в ньому забувають !r біля рядкового поля, і назва виходить без лапок — такий вираз просто не є коректним Python.
• Рівень 2. __add__ має повертати Полиця(список1 + список2), а не дописувати в self. Якщо len(полиця1) після додавання змінилась — ти десь написав .extend.
• Рівень 2. __exit__ отримує три аргументи; щоб зрозуміти, чи був виняток, досить перевірити перший на is not None. Повертати з нього True не треба — інвентаризація не повинна ковтати чужі помилки.
• Рівень 3. Хеш return 1 не порушує контракту, але знищує сенс хешування: усі ключі опиняються в одній комірці, і множина вироджується в те, від чого хеш-таблиця мала врятувати.
• Рівень 3. Найпростіший спосіб зробити поле незмінним — оголосити його через @property і не писати сетер. Тоді присвоєння кине AttributeError із зрозумілим текстом.