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Python: Fortgeschritten (Decorators, Lambda & Exceptions)

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Decorators, Lambda-Funktionen, Exception-Handling und weitere fortgeschrittene Python-Konzepte.

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Metaclass in Python

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1Metaclass in Python
Eine Klasse einer Klasse, die festlegt, wie sich eine Klasse verhält. type ist die Standard-Metaklasse. Metaklassen steuern die Klassenerzeugung und können Klassenattribute verändern
2Create a custom metaclass
class MyMeta(type): def __new__(cls, name, bases, attrs): # attrs anpassen return super().__new__(cls, name, bases, attrs) class MyClass(metaclass=MyMeta): pass
3__new__
__new__ erzeugt die Instanz (gibt sie zurück), __init__ initialisiert sie (gibt None zurück). __new__ wird zuerst aufgerufen und erhält cls; __init__ erhält self
4Descriptor in Python
Ein Objekt, das die Methoden __get__, __set__ oder __delete__ definiert. Descriptors steuern den Attributzugriff. Werden intern für properties, Methoden, classmethod und staticmethod verwendet
5Write a simple descriptor
class Descriptor: def __get__(self, obj, objtype=None): return value def __set__(self, obj, value): # Wert setzen class MyClass: attr = Descriptor()
6data vs non-data descriptors
Daten-Descriptor: definiert __set__ oder __delete__ (höhere Priorität, wird vor dem Instanz-__dict__ geprüft) Nicht-Daten-Descriptor: nur __get__ (niedrigere Priorität, Instanz-__dict__ wird zuerst geprüft)
7Method Resolution Order (MRO)
Die Reihenfolge, in der Python in einer Klassenhierarchie nach Methoden/Attributen sucht. Verwendet den C3-Linearisierungsalgorithmus. Anzeige mit ClassName.__mro__ oder ClassName.mro()
8How does super() work?
Gibt ein Proxy-Objekt zurück, das Methodenaufrufe an die nächste Klasse in der MRO delegiert. super().__init__() ruft die __init__ der Elternklasse gemäß MRO auf, nicht nur die der direkten Elternklasse
9__call__
Macht eine Instanz wie eine Funktion aufrufbar. Wird bei der Syntax obj() aufgerufen: class Adder: def __call__(self, x, y): return x + y a = Adder() a(3, 5) # gibt 8 zurück
10__getattr__ vs __getattribute__
__getattr__: wird nur aufgerufen, wenn das Attribut auf normalem Weg NICHT gefunden wird __getattribute__: wird bei JEDEM Attributzugriff aufgerufen (mächtiger, aber auch gefährlicher)
11__setattr__
Wird beim Setzen JEDES Attributs aufgerufen: obj.attr = value Vorsicht: self.x = y innerhalb von __setattr__ führt zu unendlicher Rekursion! Verwende object.__setattr__(self, 'x', y) oder __dict__
12__delattr__
Wird beim Löschen eines Attributs aufgerufen: del obj.attr Ermöglicht benutzerdefiniertes Verhalten beim Löschen von Attributen
13__enter__ and __exit__ used for
Context-Manager-Protokoll für 'with'-Anweisungen: __enter__ läuft am Anfang (gibt den Wert für 'as' zurück) __exit__ läuft am Ende (erhält ggf. Exception-Informationen)
14Write a simple context manager class
class MyContext: def __enter__(self): # Setup return self def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb): # Aufräumen return False # Exceptions nicht unterdrücken
15__slots__
Beschränkt Instanzattribute auf eine feste Menge und verhindert die Erzeugung eines __dict__. Spart Speicher und bringt einen leichten Performance-Vorteil: class Point: __slots__ = ['x', 'y']
16__str__ vs __repr__
__str__: menschenlesbarer String (verwendet von str(), print()) __repr__: eindeutige Darstellung zum Debuggen (verwendet von repr(), interaktive Shell) Ziel: eval(repr(obj)) sollte obj wiederherstellen
17What comparison operators does __lt__ enable?
__lt__ definiert den Operator <. Python leitet <=, > und >= automatisch ab, wenn du __lt__ und __eq__ definierst und den Decorator functools.total_ordering verwendest
18Rich comparison methods
__lt__ (<), __le__ (<=), __eq__ (==), __ne__ (!=), __gt__ (>), __ge__ (>=) Implementiere diese, um das Vergleichsverhalten zu steuern
19What does __hash__ need to satisfy?
Objekte, die als gleich gelten, müssen denselben Hashwert haben: wenn a == b, dann hash(a) == hash(b) Der Hash muss über die Lebensdauer des Objekts unveränderlich bleiben Standard: Hash basierend auf id()
20__bool__
Definiert den Wahrheitswert eines Objekts im booleschen Kontext (if obj:). Falls nicht definiert, wird __len__ geprüft (0 ist False). Ist auch das nicht definiert, gilt das Objekt als True
21What arithmetic operators can you override?
__add__ (+), __sub__ (-), __mul__ (*), __truediv__ (/), __floordiv__ (//), __mod__ (%), __pow__ (**) Auch die reflektierten Versionen: __radd__, __rsub__ usw.
22Reflected arithmetic methods
__radd__, __rsub__ usw. Werden aufgerufen, wenn der linke Operand die Operation nicht unterstützt: 3 + obj ruft obj.__radd__(3) auf, wenn int kein __add__ für den Typ von obj hat
23__getitem__
Ermöglicht die Index-Notation: obj[key] Wird für eigene Container, Mapping-Typen oder Sequenzen implementiert: class MyList: def __getitem__(self, index): return self.data[index]
24__setitem__
Ermöglicht die Zuweisung über Index: obj[key] = value Wird für veränderliche Container verwendet
25__delitem__
Ermöglicht das Löschen über Index: del obj[key] Entfernt ein Element aus dem Container
26__contains__
Implementiert den 'in'-Operator: key in obj Falls nicht definiert, greift Python auf Iteration und Vergleich mittels __iter__ oder __getitem__ zurück
27__iter__ vs __next__
__iter__: gibt das Iterator-Objekt zurück (meist self) __next__: gibt den nächsten Wert zurück und löst StopIteration aus, wenn fertig Zusammen machen sie ein Objekt iterierbar
28__len__
Gibt die Länge des Containers zurück, wird von len(obj) aufgerufen Sollte eine nicht-negative Ganzzahl zurückgeben
29__reversed__
Gibt einen umgekehrten Iterator zurück: reversed(obj) Falls nicht definiert, greift reversed() auf __len__ und __getitem__ zurück
30__missing__ in dict subclasses
Wird von __getitem__ aufgerufen, wenn der Schlüssel nicht gefunden wird. Ermöglicht ein benutzerdefiniertes Standardverhalten: class MyDict(dict): def __missing__(self, key): return f'Standard für {key}'