Testowanie i jakość oprogramowania

L#08: OOP.

Wprowadzenie

Programowanie obiektowe (ang. Object-Oriented Programming) to paradygmat programowania, który opiera się na koncepcji obiektów. Obiekty są instancjami klas, które definiują ich właściwości i zachowanie. Programowanie obiektowe umożliwia tworzenie bardziej złożonych i elastycznych aplikacji poprzez organizację kodu w moduły.

Programowanie obiektowe opiera się na kilku kluczowych koncepcjach:

• Abstrakcja: Proces ukrywania szczegółów implementacji i przedstawiania tylko istotnych cech obiektu.
• Enkapsulacja: Proces grupowania danych i metod w jedną jednostkę (klasę) oraz ograniczania dostępu do niektórych jej elementów.
• Dziedziczenie: Mechanizm, który pozwala na tworzenie nowych klas na podstawie istniejących, dziedzicząc ich właściwości i metody.
• Polimorfizm: Zdolność różnych klas do implementacji tych samych metod, co pozwala na użycie tych samych interfejsów w różnych kontekstach.

Cel

Głównym celem tego laboratorium jest zrozumienie i praktyczne zastosowanie mechanizmów programowania obiektowego. Nauczysz się tworzyć bezpieczne metody dostępowe (gettery i settery), stosować mechanizm kopii defensywnej w celu ochrony integralności obiektów, a także przeprowadzisz refaktoryzację aplikacji webowej we Flasku do struktury zorientowanej obiektowo.

Zadanie - setter()

setter() jest odpowiedzialny za zmianę “wnętrza” obiektu. Jeśli zaimplementujesz go niedbale, może narobić bałaganu. Weryfikuj, czy podajesz sensowne dane, pilnuj, aby wszystko w obiekcie do siebie pasowało po zmianie. Możesz łatwo “zepsuć” swój obiekt i wprowadzić go w zły stan.

Prosty przykład: Wyobraź sobie setter set_age(). Jeśli pozwala ci wpisać -5 lat, to coś jest nie tak z Twoim obiektem user. Masz okazję poprawić implementację poniższej klasy.

class User:
    def __init__(self, name, age):
        self._name = name
        self._age = age
        self._is_adult = self._age >= 18

    def get_name(self):
        return self._name

    def get_age(self):
        return self._age

    def set_age(self, new_age):
        # Problem!
        self._age = new_age


user = User("Jan", 30)
print(f"Początkowy wiek: {user.get_age()}")
user.set_age(-5)
print(f"Wiek po ustawieniu nieprawidłowej wartości: {user.get_age()}")
user.set_age(200)
print(f"Wiek po ustawieniu absurdalnie dużej wartości: {user.get_age()}")

Porady dotyczące tworzenia metod ustawiających.

• Sprawdzaj, co wpisujesz: Upewnij się, że wiek nie jest ujemny.
• Pilnuj porządku: Jeśli zmiana wieku wpływa na inne atrybuty (np. status pełnoletności is_adult), setter wieku powinien również zaktualizować ten stan.
• Pomyśl dwa razy: Czy naprawdę potrzebujesz tylu setterów? Może zamiast zmieniać wszystko po kawałku, lepiej zrobić jedną akcję, która logicznie zmienia stan obiektu.

Zadanie - getter()

getter() jest odpowiedzialny za bezpieczny odczyt danych z “wnętrza” obiektu. Jeśli zaimplementujesz go niedbale, możesz ujawnić zbyt wiele. Getter powinien być prosty, ale przemyślany – upewnij się, że zwraca dane w odpowiedniej formie i nie zdradza więcej, niż powinien.

Klasa Transfer posiada niebezpieczny getter(). Zobacz, jak łatwo można naruszyć integralność kluczowej operacji finansowej z zewnątrz. Obiekt, reprezentujący gotówkę klienta, jest uszkodzony. Napraw go stosując kopię defensywną.

class TimeOfTransfer:
    def __init__(self, hour, minute):
        self.hour = hour
        self.minute = minute

    def __str__(self):
        return f"{self.hour:02d}:{self.minute:02d}"


class Transfer:
    def __init__(self, amount, transfer_time):
        self._amount = amount
        self._transfer_time = transfer_time

    def get_transfer_time(self):
        # Problem!
        return self._transfer_time

    def get_amount(self):
        return self._amount

    def execute_transfer(self):
        print(f"Wykonuje przelew na kwotę {self._amount} o godzinie {self._transfer_time}")


scheduled_time = TimeOfTransfer(14, 30)
my_transfer = Transfer(100.00, scheduled_time)
print(f"Początkowy czas przelewu: {my_transfer.get_transfer_time()}")
my_transfer.execute_transfer()

# Ups! Ktoś dobrał się do czasu przelewu...
time_from_getter = my_transfer.get_transfer_time()
time_from_getter.hour = 16
time_from_getter.minute = 0

print(f"\nCzas przelewu PO ZEWNĘTRZNEJ INGERENCJI: {my_transfer.get_transfer_time()}")
my_transfer.execute_transfer()
print("\nUps! Kluczowy czas obiektu przelewu został zmanipulowany z zewnątrz.")
print("Ot tak, integralność obiektu została naruszona, a to były czyjeś ciężko zarobione pieniądze.")
print("To tylko zwykły getter(), a jak wiele może zepsuć.")

Zadanie - OOP i Flask

Pobierz aplikację: flask-figure-app, skopiuj ją do katalogu źródłowego src i uruchom moduł app.py.

Aplikacja jest prostą aplikacją webową, która pozwala na zmianę kolorów figur geometrycznych. Używa Flask do obsługi żądań HTTP i renderowania szablonu HTML.

Wykonaj refaktoryzację kodu i spełnij wymagania:

• Zdefiniuj klasy (Figure, Square, Circle, Triangle) reprezentujące figury z atrybutami i metodami.
• Utwórz kolekcję (np. słownik figures) przechowującą instancje figur.
• Utwórz dedykowaną klasę (serwis) odpowiedzialną za zarządzanie stanem figur.
• Zaimplementuj w serwisie metody do pobierania stanu kolorów figur w spójnym formacie (np. słownik).
• Użyj serwisu w module app.py. Zmodyfikuj funkcje obsługi żądań HTTP, aby korzystały z metod utworzonego serwisu do interakcji z figurami.

Podsumowanie

Odpowiednio zaimplementowane mechanizmy enkapsulacji są niezbędne do zachowania kontroli nad stanem obiektu. Używanie getterów i setterów w sposób świadomy (z weryfikacją poprawności oraz kopiami defensywnymi) zapobiega wstrzykiwaniu nieprawidłowych danych. Refaktoryzacja na paradygmat obiektowy ułatwia zarządzanie i skalowanie aplikacji, co jest szczególnie istotne w projektach webowych.