12.03 Метаклассы, сопоставление шаблону и аннотации

Метаклассы

• Зачем (не) нужны

• Создание класса с помощью type(имя, родители, атрибуты)

• Создать класс C, который работал бы так:

     1 >>> C.var
     2 100500
     3 >>> c = C(123)
     4 >>> c.var
     5 123
     6 
  

  • Если получится — в одну строку (__init__ задать лямбдой + setattr())

• «Шумный» метаклаcc, в котором переопределены 4 метода

• Упростить final из лекции: написать метакласс sole, запрещающий классу иметь более одного непосредственного родителя

     1 >>> class C(metaclass=sole):
     2 ...     pass
     3 ... class D(C): pass
     4 >>> class E(C, int): pass
     5 Traceback (most recent call last):
     6   File "<stdin>", line 1, in <module>
     7   File "<stdin>", line 4, in __new__
     8 TypeError: Cannot have more tan one parent
     9 
    10 >>> class E(D, int): pass
    11 Traceback (most recent call last):
    12   File "<stdin>", line 1, in <module>
    13   File "<stdin>", line 4, in __new__
    14 TypeError: Cannot have more tan one parent
  

• На основании Singleton из лекции написать метакласс Doubleton. Экземпляров класса, созданных с его помощью, должно быть не больше двух, каждое следующее создание экземпляра должно возвращать по очереди либо один, либо второй.

     1 >>> class C(metaclass=Doubeleton): pass
     2 >>> print(*(C() for i in range(7)), sep="\n")
     3 <__main__.C object at 0x7fe22f976910>
     4 <__main__.C object at 0x7fe22ea57990>
     5 <__main__.C object at 0x7fe22f976910>
     6 <__main__.C object at 0x7fe22ea57990>
     7 <__main__.C object at 0x7fe22f976910>
     8 <__main__.C object at 0x7fe22ea57990>
     9 <__main__.C object at 0x7fe22f976910>
    10 
  

Сопоставление шаблону

• Ещё раз: синтаксис case — это не синтаксис всего остального питона!

• Общий вид и связанные переменные; распаковка

• При помощи конструкции match/case напишите "интерпретатор ассемблера", распознающий три вида команд:

  • mov <r1> <r2>, где <r1> и <r2> — строки без пробелов, задающие имена регистров. Пример: mov ax bx. Для такой команды выводить: "moving <r2> to <r1>".

  • push <reglist> и pop <reglist>, где <reglist> это перечень имен регистров через пробел. Пример: pop esr1 esr2 esr112. Для такой команды выводить: "<cmd>ing <reglist>", например "pushing esr1 esr2 esr112".

    • hint: используйте конструкцию "as <переменная>"

  • <cmd> <r1>, где <cmd> и <r1> — строки без пробелов. Для такой команды выводить "making <cmd> with <r1>"

  • для входных строк других форматов выводить "Parse error"

• Связанные переменные vs константы, инкапсуляция констант. Фильтры.

• Ввести строку, состоящую из трёх слов, разделённых пробелами. Далее вводить строки (из слов, разделённых пробелами) и с помощью match проверять три случая:

  1. Строка начинается на первое слово, и в ней есть слово "yes"

     • Тут надо применить фильтр
  2. Строка — это второе слово
  3. Строка начинается на третье, а заканчивается на второе слово

Аннотации

• Зачем (не) нужны

• Засада с текстовыми аннотациями (например, в PtPython)

• Написать простой аннотированный класс и посмотреть в нём аннотации

• inspect.get_annotations()

• Написать класс, в котором есть аннотированное поле a некоторого типа и метод __init__(val) заполняет это поле своим единственным параметром, проверяя, что тип этого параметра совпадает с указанным в аннотации.

Д/З

Задача_1. Написать метакласс dump, который "обмазывает" все имеющиеся в словаре методы класса выводом имени метода и значений его параметров (*args, **kwargs)

• через параметры методов передаются только значения типов str, int, float и bool (и никаких других типов)

• методы задаются только классическим путём (def метод()…)

• не используются декораторы методов (например, нет статических методов и методов класса)

• формат вывода: имя_метода: кортеж_args, словарь_kwargs

• вывод должен осуществляться при каждом вызове метода

  • Input:

    •    1 class C(metaclass=dump):
         2     def __init__(self, val):
         3         self.val = val
         4 
         5     def add(self, other, another=None):
         6         return self.val + other + (another or self.val)
         7 
         8 c = C(10)
         9 print(c.add(9))
        10 print(c.add(9, another=10))
      

    Output

    • __init__: (10,), {}
      add: (9,), {}
      29
      add: (9,), {'another': 10}
      29

Задача_2. «Ассемблер». Написать интерпретатор ассемблероподобных команд, обрабатывающих вещественные числа.

• Программа на «ассемблере» состоит из команд или некоманд, по одной команде (или некоманде) в строке
• Команда состоит из операции и параметров, разделённых ненулевым количеством пробелов. Пробельные символы в начале строки игнорируются.
• Параметры бывают трёх видов: вещественные числа, имена переменных и имена меток.
• В начале любой строки, включая содержащую некоманды, может стоять метка — строка, заканчивающаяся на «":"».

• Имена и метки могут состоять из любых непробельных символов, кроме «:» (этот факт тоже проверять ненадо)

• Команды (во всех командах источник, операнд и приёмник — это переменные):

  • stop — выход из программы. Также выход из программы происходит при попытке выполнить команду, идущую после последней

  • store число приёмник — запись числа в приёмник. Переменные объявлять не надо. По умолчанию переменные равны 0. Если число нельзя интерпретировать как вещественное число, оно считается равным 0.

  • OP иcточник операнд приёмник — выполнение арифметической операции над источником и операндом и запись результата в приёмник. OP — это add, sub, div и mul. Если при вычислении возникает ошибка (например, деление на 0), операция возвращает math.inf

  • CMP иcточник операнд метка — сравнение источника с операндом; если сравнение истинно, переход по метке метка. CMP — это ifeq, ifne, ifgt, ifge, iflt или ifle, то есть ==, !=, >, >=, < или <= соответственно.

  • out источник — вывод переменной на стандартный вывод

• Все некоманды (в том числе команды с неправильным числом параметров) игнорируются
• Если в программе присутствует переход на несуществующую метку, интерпретатор не начинает работу, не выводит и не делает ничего
  • Подсказка: проще всего решать задачу в два прохода: сначала составить список одних только команд, заодно проверив, что все метки определены, а потом уже интерпретировать

• Интерпретатор интерпретирует команды классическим способом — по очереди (с учётом переходов) до тех пор, пока не встретит команду "stop" или пока не попытается выполнить несуществующую команду после последней

  • Input:

    •   Эта программа вычисляет e
              store 100 i
              store 1 I
              store 1 f
      
        Переменные e и n коварно не объявляем — в них по умолчанию 0
      
      loop:   div I f a
              add e a e
              add n I n
              mul f n f
              
              sub i I i
              ifge i I loop
              out e

    Output

    2.7182818284590455

• Во всех текстах к задаче должна присутствовать команда if…. Один из тестов должен содержать неопределённую метку (вывод при этом пуст).

• (необязательно) чисто из спортивного интереса в моём решении нет ни одного if ☺