🥕 Rozszerzanie typów wbudowanych

Może być przydatne, gdy chcemy dodać dodatkową funkcjonalność lub dostosować zachowanie istniejących typów (np. list, dict, str) do specyficznych potrzeb projektu.

Za pomocą osadzania (kompozycja)

Poprzez utworzenie nowej klasy, która wewnętrznie przechowuje instancję typu wbudowanego jako atrybut.

W ten sposób klasa ta może wykorzystywać typ wbudowany i rozszerzać jego funkcjonalność, delegując operacje na ten typ, ale nie dziedziczy jego metod bezpośrednio. Osadzanie jest przydatne, gdy chcemy dodać nowe funkcje bez ingerencji w istniejące metody typu wbudowanego.

class MojaLista:
    def __init__(self, elementy):
        self._lista = elementy  # Osadzenie typu wbudowanego list

    def suma(self):
        return sum(self._lista)

    def dodaj(self, element):
        self._lista.append(element)

    def __str__(self):
        return str(self._lista)

moja_lista = MojaLista([1, 2, 3])
moja_lista.dodaj(4)
print(moja_lista)        # [1, 2, 3, 4]
print(moja_lista.suma()) # 10

Za pomocą klas podrzędnych (dziedziczenia)

Poprzez utworzenie klasy podrzędnej, która dziedziczy po typie wbudowanym. Dzięki temu klasa podrzędna automatycznie przejmuje wszystkie metody i atrybuty typu bazowego, co pozwala na łatwe dodanie nowych funkcji lub nadpisanie istniejących metod.

class MojaLista(list):
    def suma(self):
        return sum(self)

moja_lista = MojaLista([1, 2, 3, 4])
print(moja_lista)         # [1, 2, 3, 4]
print(moja_lista.suma())  # 10

Za i przeciw

Za i przeciw dla obu sposobów

	Za	Przeciw
Osadzanie	Daje pełną kontrolę nad metodami, które są dostępne dla użytkownika klasy. Izoluje funkcjonalność rozszerzonego typu od interfejsu klasy bazowej, co może zwiększyć bezpieczeństwo i ułatwić utrzymanie kodu.	Wymaga ręcznego implementowania delegacji metod, jeśli potrzebujemy pełnego dostępu do funkcji typu wbudowanego. Może być mniej wydajne i bardziej czasochłonne niż dziedziczenie, jeśli chcemy używać większości metod typu wbudowanego.
Dziedziczenie	Klasa pochodna automatycznie przejmuje wszystkie metody typu wbudowanego, co ułatwia tworzenie nowych funkcji. Jest bardziej ekonomiczne i intuicyjne w implementacji, szczególnie gdy potrzebujemy tylko kilku dodatkowych funkcji.	Trudniej jest zmodyfikować sposób działania niektórych metod w typach wbudowanych, ponieważ metody te mogą wywoływać bezpośrednie operacje na strukturze danych. Dziedziczenie może prowadzić do problemów z nieoczekiwanym zachowaniem, jeśli metody typu wbudowanego nie są dobrze przystosowane do nowych funkcji klasy pochodnej.

Przykład - rozszerzanie za pomocą osadzania

Nasza klasa IncidentQueue w python1course.zaj03.operations.incident_queue rozszerza typ wbudowany list:

from .incident import Incident

class IncidentQueue:
    def __init__(self):
        self.__queue = []  # Kompozycja: osadzamy listę jako prywatny atrybut

Jak to działa w tym przypadku?

Klasa IncidentQueue nie dziedziczy po list, ale osadza listę jako prywatny atrybut __queue. Aby zachowywać się jak lista, implementuje magiczne metody (dunder methods), które Python wywołuje automatycznie przy określonych operacjach.

1. Dostęp do elementów

Gdy piszemy queue[0], Python automatycznie wywołuje queue.__getitem__(0).

Gdy piszemy queue[0] = incident, Python automatycznie wywołuje queue.__setitem__(0, incident).

2. Iteracja

Gdy piszemy for incident in queue:, Python:

• Wywołuje queue.__iter__() aby uzyskać iterator,
• W każdej iteracji wywołuje __next__() aż do StopIteration.

3. Sprawdzanie przynależności

Gdy piszemy incident1 in queue, Python wywołuje queue.__contains__(incident1).

4. Długość

Gdy piszemy len(queue), Python wywołuje queue.__len__().

5. Operatory arytmetyczne

__add__ - normalne dodawanie

Gdy piszemy queue + incident, Python wywołuje queue.__add__(incident). Ta metoda tworzy nowy obiekt IncidentQueue z kopią elementów i dodaje nowy incydent.

__radd__ - prawostronne dodawanie

Gdy piszemy incident + queue, Python najpierw próbuje wywołać incident.__add__(queue). Jeśli Incident nie ma metody __add__ (lub zwraca NotImplemented), Python wywołuje queue.__radd__(incident). Ta metoda również tworzy nowy obiekt.

__iadd__ - dodawanie w miejscu

Gdy piszemy queue += incident, Python wywołuje queue.__iadd__(incident). Ta metoda modyfikuje istniejący obiekt (nie tworzy nowego) i zwraca self.

Różnica:

• queue + incident → tworzy nową kolejkę (nie zmienia queue)
• queue += incident → modyfikuje istniejącą kolejkę (zmienia queue)

6. Porównania

__lt__ i __gt__ odpowiednio wywoływane przez Pythona gdy queue1 < queue2 i queue1 > queue2.

7. Konwersja na bool

Gdy piszemy if queue:, Python wywołuje queue.__bool__(), czyli sprawdza czy nasza kolejka jest pusta.

8. Wywołanie jako funkcja

__call__ - dzięki temu możemy wyciągnąć instancję Incident o zadanym ID queue(1) zamiast implementować specjalnie chociażby queue.find_by_id(1).

9. Reprezentacja tekstowa

__str__ i __repr__

A może jednak dziedziczenie?

Kompozycja (obecne rozwiązanie):

• IncidentQueue ma listę (self.__queue)
• Musimy ręcznie zaimplementować wszystkie magiczne metody
• Pełna kontrola nad interfejsem
• Nie dziedziczy metod list (np. append, extend, sort)

Dziedziczenie (alternatywa):

class IncidentQueue(list):  # Dziedziczy po list
    def __init__(self):
        super().__init__()  # Inicjalizuje pustą listę

    def __call__(self, id):
        for incident in self:
            if incident.id == id:
                return incident
        raise ValueError("No incident found")

IncidentQueue jest listą:

• Automatycznie dziedziczy wszystkie metody list (append, extend, sort, itp.)
• Mniej kodu, ale mniej kontroli