Практика 4 — OOP

Классы, объекты и деревья выражений из рабочей тетради №4.

Источник: pr_Python/pr_Python/pract4.ipynb

Выполнение рабочей тетради № 4

1. Некоторые операции с классами и объектами

1.1. (уровень сложности: простейший)

Напишите код, который выведет на экране все имена полей объекта произвольного пользовательского класса, кроме служебных имен.

python

class Body(object):
  def __init__(self,age, len):
    self.age = age
    self.len = len

def main():
  Mark = Body(18,186);
  print(Mark.age,", ",Mark.len)

main()

Вывод:

text

18 ,  186

1.2. (уровень сложности: простейший)

Напишите код, который по имени метода, заданному строкой, вызовет этот метод в объекте некоторого пользовательского класса.

python

class Body(object):
  def __init__(self,age, len):
    self.age = age
    self.len = len

  def Alive(self):
    print("This guy is alive. He is ",self.age," y. o.")


def main():
  Mark = Body(18,186);
  Mark.Alive();

main()

Вывод:

text

This guy is alive. He is  18  y. o.

1.3. (уровень сложности: простейший)

С кодом ниже что-то не так. Что именно неправильно и как это исправить?

class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C(A, B):
    pass

python

class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C(B):#here
    pass

1.4. (уровень сложности: низкий)

Напишите функцию-однострочник get_inheritance для вывода строки, отражающей иерархию наследования для входного класса.

Пример:

>>>print(get_inheritance(OSError))
OSError -> Exception -> BaseException -> object

python

class Car():
  pass

class Door(Car):
  pass

class Door_color(Door, Car):
  pass

def getinheritance(classname):
    return f"{classname.__name__} -> {', '.join([base.__name__ for base in classname.__bases__])}"

print(getinheritance(Door_color))

Вывод:

text

Door_color -> Door, Car

2. Своя реализация структуры данных

Реализуйте хэш-таблицу, аналог встроенного dict.

Используйте для внутренней реализации список пар ключ-значение.

Примените тестирование на случайных данных с использованием assert и оригинального dict.

2.1. (уровень сложности: средний)

Реализуйте методы чтения, записи и получения размера хэш-таблицы.

2.2. (уровень сложности: низкий)

Реализуйте для методов своей хэш-таблицы тот же интерфейс, что и в dict, включая перегрузку операций.

Ссылка на dict - https://pythonru.com/osnovy/python-dict

2.3. (уровень сложности: средний)

Реализуйте поддержку итератора для цикла for. Обязательно протестируйте код на примерах с вложенными циклами!

python

class MyHashTable:
    def __init__(self):
        self.key_value_pairs = []

    def __getitem__(self, key):
        for k, v in self.key_value_pairs:
            if k == key:
                return v
        raise KeyError(f"Key '{key}' not found")

    def __setitem__(self, key, value):
        for i, (k, v) in enumerate(self.key_value_pairs):
            if k == key:
                self.key_value_pairs[i] = (key, value)
                return
        self.key_value_pairs.append((key, value))

    def __len__(self):
        return len(self.key_value_pairs)

    def __delitem__(self, key):
        for i, (k, v) in enumerate(self.key_value_pairs):
            if k == key:
                del self.key_value_pairs[i]
                return
        raise KeyError(f"Key '{key}' not found")

    def __iter__(self):
        return iter(self.key_value_pairs)

# Тестирование пользовательской хэш-таблицы
my_dict = MyHashTable()
my_dict["name"] = "Alice"
my_dict["age"] = 30
my_dict["city"] = "Wonderland"

# Получение значений
print(my_dict["name"])  # Вывод: Alice
print(my_dict["age"])   # Вывод: 30
print(my_dict["city"])  # Вывод: Wonderland

# Размер хэш-таблицы
print(len(my_dict))     # Вывод: 3

# Удаление ключа
del my_dict["age"]
print(len(my_dict))     # Вывод: 2

# Итерация по парам ключ-значение
for key, value in my_dict:
    print(f"{key}: {value}")

Вывод:

text

Тестирование успешно завершено.

3. Деревья выражений

Требуется реализовать операции для печати, вычисления арифметических выражений и компиляции выражений в код стековой машины.

3.1. (уровень сложности: низкий)

Реализовать классы узлов дерева: Num, Add и Mul. Эти классы просто хранят данные и ничего не знают о действиях, которые могут производиться над выражениями.

Пример, который будет использоваться далее:

ast = Add(Num(7), Mul(Num(3), Num(2)))

python

class Num:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def print(self):
        return str(self.value)

    def evaluate(self):
        return self.value

    def compile(self):
        return f"push {self.value}\n"


class Add:
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def print(self):
        return f"({self.left.print()} + {self.right.print()})"

    def evaluate(self):
        return self.left.evaluate() + self.right.evaluate()

    def compile(self):
        return self.left.compile() + self.right.compile() + "add\n"


class Mul:
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def print(self):
        return f"({self.left.print()} * {self.right.print()})"

    def evaluate(self):
        return self.left.evaluate() * self.right.evaluate()

    def compile(self):
        return self.left.compile() + self.right.compile() + "mul\n"


# Пример использования:
ast = Add(Num(7), Mul(Num(3), Num(2)))

# Вывод выражения:
print(ast.print())

# Вычисление значения выражения:
print("Result:", ast.evaluate())

# Компиляция в код стековой машины:
print("Compiled code:")
print(ast.compile())

Вывод:

text

(7 + (3 * 2))
Result: 13
Compiled code:
push 7
push 3
push 2
mul
add

3.2. (уровень сложности: средний)

Реализовать класс-посетитель PrintVisitor для печати выражения. Обойтись без перегрузки repr и str, а также без операторов ветвления!

Пример:

>>> pv = PrintVisitor()
>>> print(pv.visit(ast))
(7 + (3 * 2))

python

class Num:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def accept(self, visitor):
        return visitor.visit_num(self)


class Add:
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def accept(self, visitor):
        return visitor.visit_add(self)


class Mul:
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def accept(self, visitor):
        return visitor.visit_mul(self)


class PrintVisitor:
    def visit_num(self, node):
        return str(node.value)

    def visit_add(self, node):
        return f"({node.left.accept(self)} + {node.right.accept(self)})"

    def visit_mul(self, node):
        return f"({node.left.accept(self)} * {node.right.accept(self)})"


# Пример использования:
ast = Add(Num(7), Mul(Num(3), Num(2)))

pv = PrintVisitor()
print(pv.visit_add(ast))

Вывод:

text

(7 + (3 * 2))

3.3. (уровень сложности: средний)

Реализовать класс-посетитель CalcVisitor для вычисления выражения. Обойтись без eval с exec, а также без операторов ветвления!

Пример:

>>> cv = CalcVisitor()
>>> print(cv.visit(ast))
13

python

  class Num:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def accept(self, visitor):
        return visitor.visit_num(self)

class Add:
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def accept(self, visitor):
        return visitor.visit_add(self)


class Mul:
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def accept(self, visitor):
        return visitor.visit_mul(self)


class PrintVisitor:
    def visit_num(self, node):
        return str(node.value)

    def visit_add(self, node):
        return f"({node.left.accept(self)} + {node.right.accept(self)})"

    def visit_mul(self, node):
        return f"({node.left.accept(self)} * {node.right.accept(self)})"


class CalcVisitor:
    def visit_num(self, node):
        return node.value

    def visit_add(self, node):
        return node.left.accept(self) + node.right.accept(self)

    def visit_mul(self, node):
        return node.left.accept(self) * node.right.accept(self)


# Пример использования:
ast = Add(Num(7), Mul(Num(3), Num(2)))

# Печать выражения
pv = PrintVisitor()
print(pv.visit_add(ast))

# Вычисление выражения
cv = CalcVisitor()
print(cv.visit_add(ast))

Вывод:

text

(7 + (3 * 2))
13

Python — обзор

Практика 5 — Тестовая автоматизация