Dev Blog

Клас, ініціалізація та атрибути ​

Об’єкт і клас ​

Об’єкт (object) має ідентичність, стан і доступну поведінку. Клас (class) визначає тип об’єктів та спільні правила. Екземпляр (instance) – конкретний об’єкт цього класу. Два рахунки мають однакові методи, але власних власників і баланси (рис. 8.1). Сам клас у Python теж є об’єктом: його можна передати функції, зберегти в колекції та дослідити під час виконання. Числа, рядки, функції та модулі також є об’єктами. https://docs.python.org/3.14/tutorial/classes.html.

Рис. 8.1. Один клас і незалежні екземпляри

Стан зберігається в атрибутах. Метод – функція, доступна через клас або екземпляр. Не кожний атрибут обов’язково зберігає готове значення: властивість може обчислювати результат під час читання. Для користувача класу важливий публічний контракт, а не те, в якому саме полі зберігається інформація.

Інваріант (invariant) – умова, що має бути істинною для кожного коректного стану: баланс невід’ємний, сторона додатна, температура не нижча за абсолютний нуль. Перевіряти треба і початковий стан, і кожну операцію зміни. Якщо операція відхилена, попередній коректний стан бажано зберегти.

Оголошення класу та ініціалізація ​

Оператор class виконує тіло й створює об’єкт класу. Виклик Point(2, 3) створює екземпляр. Метод __new__ відповідає за створення, а __init__ – за ініціалізацію вже створеного об’єкта. У звичайному початковому класі перевизначати __new__ не потрібно. __init__ має повертати None, а не сам екземпляр.

py
class Point:
    def __init__(self, x: float, y: float) -> None:
        self.x = x
        self.y = y

    def move(self, dx: float, dy: float) -> None:
        self.x += dx
        self.y += dy


point = Point(2.0, 3.0)
point.move(1.0, -2.0)
print(point.x, point.y)
Point.move(point, 2.0, 0.0)
print(point.x, point.y)
3.0 1.0
5.0 1.0

self – параметр, що посилається на конкретний екземпляр. Назва є домовленістю, але її слід дотримуватися. У виклику point.move(...) Python передає екземпляр автоматично, тому користувач не пише його ще раз. У формі Point.move(point, ...) той самий аргумент указано явно. x = x у конструкторі лише переприсвоїв би локальний параметр; потрібен self.x = x.

Метод, отриманий через екземпляр, називають зв’язаним (bound method): він пам’ятає і функцію, і об’єкт. Його можна передати іншій функції як callback. Проте це посилання також утримує екземпляр живим; збереження великої кількості таких об’єктів може продовжити час життя їхнього стану.

Анотації та початковий стан ​

Анотація атрибута допомагає читачеві й аналізатору, але не створює його значення. Запис name: str без присвоєння не гарантує, що obj.name доступний. У конструкторі встановлюйте всі обов’язкові атрибути. Для відсутнього значення використайте явний тип на зразок str | None, якщо це дозволяє контракт.

Не виконуйте input у конструкторі моделі. Інакше створення об’єкта з тесту або файла теж вимагатиме клавіатури. Інтерфейс читає дані, передає їх класу та перехоплює очікувані помилки. Модель перевіряє зміст і піднімає ValueError із зрозумілим поясненням, не вирішуючи, як саме його показати користувачеві.

Атрибути класу та екземпляра ​

Присвоєння в тілі класу створює атрибут класу. Присвоєння self.name за звичайної поведінки створює атрибут екземпляра. Для звичайних атрибутів без дескрипторів значення екземпляра затіняє атрибут класу, але не змінює його для інших екземплярів.

py
class Sensor:
    unit = "C"

    def __init__(self, value: float) -> None:
        self.value = value


a = Sensor(12.0)
b = Sensor(15.0)
a.unit = "F"
print(a.unit, b.unit, Sensor.unit)
print(vars(a))
F C C
{'value': 12.0, 'unit': 'F'}

Якщо атрибут класу містить змінюваний список, виклик append змінює саме спільний об’єкт. Це інша дія, ніж присвоєння нового значення. Списки позицій, оцінок або подій зазвичай мають бути окремими для кожного екземпляра й створюватися в __init__.

py
class Team:
    def __init__(self, name: str) -> None:
        self.name = name
        self.players: list[str] = []


a = Team("A")
b = Team("B")
a.players.append("Олена")
print(a.players, b.players)
['Олена'] []

__dict__ і vars(obj) показують словник атрибутів звичайного екземпляра. getattr(obj, name, default) читає атрибут за рядковим ім’ям; setattr записує, hasattr перевіряє доступність. Ці засоби виконують звичайний механізм доступу, тому властивість може запустити код. hasattr приховує AttributeError, але не будь-який виняток, і не є універсальною перевіркою без побічних дій.

Реальний порядок пошуку ​

Спрощення «спочатку словник об’єкта, потім клас» придатне лише для звичайних атрибутів. Властивості є дескрипторами даних (data descriptors) і мають пріоритет над словником екземпляра. Схема рис. 8.2 показує основні етапи стандартного доступу; пошук у базових класах буде уточнений у темі 9. https://docs.python.org/3.14/howto/descriptor.html.

Рис. 8.2. Пріоритети стандартного читання атрибута

Так само запис obj.x = value не завжди пише безпосередньо в __dict__: він може викликати сеттер властивості або дескриптор слота. Клас може перевизначити механізм доступу, але для цієї теми це зайве. Спершу використовуйте звичайні атрибути та property, доки немає конкретної потреби у складнішій поведінці.

Обмеження атрибутів через __slots__ ​

__slots__ дозволяє вказати набір атрибутів і для простого класу не створювати звичайний __dict__. Це може зменшити витрати пам’яті й помітити випадкову друкарську помилку в назві. Проте це не механізм приватності й не автоматична перевірка типів. Успадкування зі слотами має додаткові правила.

py
class Pixel:
    __slots__ = ("x", "y")

    def __init__(self, x: int, y: int) -> None:
        self.x = x
        self.y = y


pixel = Pixel(1, 2)
try:
    pixel.color = "black"
except AttributeError:
    print("Довільний атрибут заборонено")
print(hasattr(pixel, "__dict__"))
Довільний атрибут заборонено
False

Не додавайте слоти до кожного першого класу без потреби: для навчання стану й властивостей звичайний словник прозоріший. Довідка про модель даних: https://docs.python.org/3.14/reference/datamodel.html.