Объектно-ориентированное программирование

Агрегация

Контейнеры

Под контейнером обычно понимают объект, основным назначением которого является хранение и обеспечение доступа к другим объектам. Контейнеры реализуют отношение "HAS-A" ("ИМЕЕТ") между объектами. Встроенные типы, список и словарь -- яркие примеры контейнеров. Можно построить собственные типы контейнеров, которые будут иметь свою логику доступа к хранимым объектам. В контейнере хранятся не сами объекты, а ссылки на них.

Для практических нужд в Python обычно хватает встроенных контейнеров (словаря и списка), но если это необходимо, можно создать и другие. Ниже приведен класс Стек, реализованный на базе списка:

class Stack:
  def __init__(self):
    """Инициализация стека"""
    self._stack = []
  def top(self):
    """Возвратить вершину стека (не снимая)"""
    return self._stack[-1]
  def pop(self):
    """Снять со стека элемент"""
    return self._stack.pop()
  def push(self, x):
    """Поместить элемент на стек"""
    self._stack.append(x)
  def __len__(self):
    """Количество элементов в стеке"""
    return len(self._stack)
  def __str__(self):
    """Представление в виде строки"""
    return " : ".join(["%s" % e for e in self._stack])

Использование:

>>> s = Stack()
>>> s.push(1)
>>> s.push(2)
>>> s.push("abc")
>>> print s.pop()
abc
>>> print len(s)
2
>>> print s
1 : 2

Таким образом, контейнеры позволяют управлять набором (любых) других объектов в соответствии со структурой их хранения, не вмешиваясь во внутренние дела объектов. Узнав интерфейс класса Stack, можно и не догадаться, что он реализован на основе списка, и каким именно образом он реализован с помощью него. Но для использования стека это не важно.

Итераторы

Итераторы - это объекты, которые предоставляют последовательный доступ к элементам контейнера (или генерируемым "на лету" объектам). Итератор позволяет перебирать элементы, абстрагируясь от реализации того контейнера, откуда он их берет (если этот контейнер вообще есть).

В следующем примере приведен итератор, выдающий значения из списка по принципу "считалочки" по N:

class Zahlreim:
  def __init__(self, lst, n):
    self.n = n
    self.lst = lst
    self.current = 0
  def __iter__(self): 
    return self
  def next(self):
    if self.lst:
      self.current = (self.current + self.n - 1) % len(self.lst) 
      return self.lst.pop(self.current)
    else: 
      raise StopIteration

print range(1, 11)
for i in Zahlreim(range(1, 11), 5):
  print i,

Программа выдаст

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
5 10 6 2 9 8 1 4 7 3

В этой программе делегировано управление доступом к элементам списка (или любого другого контейнера, имеющего метод pop(n) для взятия и удаления n -го элемента) классу-итератору. Итератор должен иметь метод next() и возбуждать исключение StopIteration по завершении итераций. Кроме того, метод __iter__() должен выдавать итератор по экземпляру класса (в данном случае итератор - он сам ( self )).

В настоящее время итераторы приобретают все большее значение, и о них много говорилось в лекции по функциональному программированию.