Dataclass і сучасний стиль

Предметна область тут інша, ніж у лекції, — навмисно: якщо ти зможеш повторити ту саму механіку на своїх даних, значить, справа не в завченому прикладі. Працюємо з карткою читача бібліотеки. Усе роби в окремому файлі chytachi.py або в новому зошиті — практику не редагуй, вона знадобиться для звірки.

рівень 1Рівень 1 — База

Опиши картку читача через @dataclass і доведи, що фабрика справді створює окремий список кожному.

1. Клас Читач із полями: імʼя (рядок), рік_народження (ціле), квиток (рядок), взяті_книги (список, порожній за замовчуванням).
2. Спершу напиши взяті_книги: list = [] і збережи текст помилки в коментарі — слово в слово. Потім полагодь через field(default_factory=list).
3. Створи двох читачів, додай книгу одному з них, надрукуй обох.
4. Надрукуй list(Читач.__dataclass_fields__) і repr одного читача.

Зроблено, якщо:

• у файлі є коментар із дослівним текстом ValueError про mutable default — і поруч робочий варіант із default_factory;
• проходить assert перший.взяті_книги is not другий.взяті_книги;
• проходить assert другий.взяті_книги == [] після того, як першому додали книгу;
• проходить assert list(Читач.__dataclass_fields__) == ["імʼя", "рік_народження", "квиток", "взяті_книги"] — тобто порядок полів саме той, що ти оголосив.

рівень 2Рівень 2 — Плюс

Додай до картки правила, яких декоратор згенерувати не може.

1. Напиши __post_init__, який кидає ValueError, якщо: імʼя порожнє або складається з пробілів; рік_народження поза межами 1900–2026.
2. Додай поле вік: int = field(init=False) і обчисли його в тому ж __post_init__ (вважай поточним 2026 рік).
3. Додай службове поле останній_вхід: float = field(default=0.0, compare=False) — воно не має впливати на рівність двох карток.
4. Перевір, що поле вік неможливо передати в конструктор.

Зроблено, якщо:

• проходить assert Читач("Олена", 1998, "Ч-17").вік == 28;
• три assert-и через try/except ловлять ValueError для трьох поганих випадків (порожнє імʼя, рік 1800, рік 2100) — і кожен перевіряє текст повідомлення, а не сам факт винятку;
• проходить assert Читач("Олена", 1998, "Ч-17", останній_вхід=9.0) == Читач("Олена", 1998, "Ч-17", останній_вхід=21.0) — тобто compare=False працює;
• проходить assert "вік" not in inspect.signature(Читач).parameters.

рівень 3Рівень 3 — Виклик

Дослідь межу незмінності й доведи її числами, а не словами.

1. Зроби ЗамороженийЧитач через @dataclass(frozen=True) з тими самими полями, де взяті_книги — список. Доведи двома assert-ами: (а) поле не перепризначити, (б) список усередині все одно змінюється методом append.
2. Покажи, що такий обʼєкт не хешується, і що падає при цьому не Читач, а list: злови TypeError і перевір, що в тексті є слово list.
3. Зроби другу версію, де взяті_книги — кортеж. Доведи, що тепер hash() працює, а дві однакові картки в множині зливаються в одну.
4. Зміряй tracemalloc-ом памʼять на 200 000 карток для чотирьох варіантів: звичайний @dataclass, @dataclass(slots=True), NamedTuple і звичайний клас із __init__. Побудуй табличку «байтів на обʼєкт» і випиши висновок одним реченням.
5. Знайди й опиши випадок, коли NamedTuple не підходить, а dataclass підходить, і підкріпи його кодом на пʼять рядків.

Зроблено, якщо:

• є assert на те, що frozen не захистив вкладений список — з коментарем, чому так;
• є assert "list" in текст_помилки для випадку з нехешованим полем;
• проходить assert len({к1, к2}) == 1 для двох однакових карток із кортежем;
• у табличці памʼяті версія зі slots=True менша за звичайну щонайменше на 20 %, і числа отримані виміром, а не переписані з лекції;
• у пункті 5 названо конкретну можливість (наприклад, перевірка при створенні або зміна поля після створення) і показано код, який на NamedTuple не працює.

Підказки

• Рівень 1. Якщо помилка про mutable default не зʼявилась — перевір, чи справді над класом стоїть @dataclass. Без декоратора це просто атрибут класу, і мовчазна пастка з теми 25 повертається.
• Рівень 2. field(init=False) без значення за замовчуванням цілком законний, поки __post_init__ це поле заповнює. Але якщо перевірка кине виняток раніше за присвоєння, поля в обʼєкті так і не буде — це нормально, обʼєкт усе одно нікому не дістанеться.
• Рівень 3. Замок стоїть на звʼязуванні «імʼя поля → обʼєкт», а не на самому обʼєкті. Згадай тему 03: frozen забороняє переклеїти ярлик, а не заглядати в коробку.
• Рівень 3, вимірювання. sys.getsizeof(обʼєкт) не рахує словник атрибутів, тож сам по собі бреше. Або додавай sys.getsizeof(обʼєкт.__dict__), або міряй tracemalloc на великій кількості обʼєктів — так, як у практиці.
• Перевіряти зручно на коротких іменах: Ч("а", 1998, "к"). Механізм той самий, а друкувати менше.