מחלקות ב-Python, תכנות מונחה עצמים ומנהלי הקשר: מדריך מלא

מדריך זה מכסה תכנות מונחה עצמים (OOP) ב-Python ומנהלי הקשר (Context Managers), כולל דוגמאות מעשיות ל-לכידת stdout/stderr ושימוש בתבנית Tee להצגת פלט ולכידתו בו-זמנית.

---

1. מחלקות ב-Python

מחלקות הן מנגנון מרכזי ב-OOP. מחלקה היא תבנית ליצירת אובייקטים עם תכונות (נתונים) ו-שיטות (פונקציות). אובייקטים שנוצרים ממחלקה נקראים מופעים (instances). מחלקות מאפשרות לארגן את הקוד, לשפר את השימוש החוזר ולהקל על תחזוקה.

מבנה מחלקה

class ClassName:
    def __init__(self, param1, param2):
        self.param1 = param1
        self.param2 = param2

    def method(self):
        return f'{self.param1} ו-{self.param2}'

נקודות מפתח:

• __init__: בונה לאתחול תכונות האובייקט.
• self: מתייחס למופע הנוכחי.
• תכונות: מוגדרות דרך self וזמינות בכל השיטות.
• שיטות: עובדות עם נתוני האובייקט.

---

יצירת אובייקטים

class Car:
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year

    def description(self):
        return f'{self.year} {self.make} {self.model}'

my_car = Car('Toyota', 'Corolla', 2020)
print(my_car.description())  # פלט: 2020 Toyota Corolla

---

סוגי שיטות

1. שיטות מופע — עובדות על האובייקט (self).
2. שיטות מחלקה — עובדות על המחלקה (cls) בעזרת @classmethod.
3. שיטות סטטיות — בלתי תלויות במופע או במחלקה (@staticmethod).

---

ירושה

class Animal:
    def speak(self):
        return 'קול של חיה'

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return 'נביחה'

---

פולימורפיזם

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return 'מיאו'

cat = Cat()
print(cat.speak())  # פלט: מיאו

• אותו שם של שיטה יכול לפעול אחרת בהתאם לסוג האובייקט.

---

אנקפסולציה

class Car:
    def __init__(self, make, model):
        self._make = make  # תכונה מוגנת
        self._model = model

    def get_make(self):
        return self._make

    def set_make(self, make):
        self._make = make

---

שיטות קסם והרסן

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __repr__(self):
        return f'Point({self.x}, {self.y})'

p = Point(3, 4)
print(p)  # פלט: Point(3, 4)

---

דיאגרמת ASCII: ירושה ופולימורפיזם

       ┌─────────┐
       │ Animal  │
       └─────────┘
       │ speak() │
       └─────────┘
            ▲
    ┌───────┴────────┐
    │                │
┌─────────┐      ┌─────────┐
│  Dog    │      │  Cat    │
└─────────┘      └─────────┘
│ speak() │      │ speak() │
└─────────┘      └─────────┘

---

2. מנהלי הקשר ב-Python

מנהלי הקשר מאפשרים הקצאה ושחרור משאבים אוטומטית, גם במקרה של שגיאות.

שימוש ב-@contextmanager

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def my_context():
    print("כניסה להקשר")
    try:
        yield "משאב"
    finally:
        print("יציאה מהקשר")

שימוש:

with my_context() as res:
    print("בתוך ההקשר:", res)

---

לכידת stdout/stderr ו-Tee

Python מאפשר לכידת stdout, stderr או שניהם, וכן הצגה ולכידה בו-זמנית עם תבנית Tee.

---

3. דוגמה מלאה: oop_and_context.py

"""
oop_and_context.py

דוגמאות למחלקות, עקרונות OOP ומנהלי הקשר ב-Python.
כולל:
- הגדרת מחלקות, ירושה, פולימורפיזם ואנקפסולציה
- שיטות מופע, מחלקה וסטטיות
- שיטות קסם והרסן
- מנהלי הקשר עם @contextmanager
- לכידת stdout, stderr ושניהם יחד
- תבנית Tee: הצגה ולכידה בו-זמנית
- מנהל הקשר מבוסס מחלקה
"""

import sys
import io
from contextlib import contextmanager

# ==========================
# חלק 1: מחלקות ו-OOP
# ==========================

class Animal:
    """מחלקת בסיס לחיות"""
    def speak(self):
        return 'קול של חיה'

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return 'נביחה'

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return 'מיאו'

class Car:
    """דוגמה לאנקפסולציה"""
    def __init__(self, make, model, year=None):
        self._make = make
        self._model = model
        self.year = year

    def get_make(self):
        return self._make

    def set_make(self, make):
        self._make = make

    def description(self):
        if self.year:
            return f'{self.year} {self._make} {self._model}'
        return f'{self._make} {self._model}'

class Point:
    """מחלקה עם שיטות קסם"""
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __repr__(self):
        return f'Point({self.x}, {self.y})'

# ==========================
# חלק 2: מנהלי הקשר
# ==========================

@contextmanager
def my_context():
    print("כניסה להקשר")
    try:
        yield "משאב"
    finally:
        print("יציאה מהקשר")

@contextmanager
def capture_stdout():
    old_stdout = sys.stdout
    sys.stdout = buffer = io.StringIO()
    try:
        yield buffer
    finally:
        sys.stdout = old_stdout

@contextmanager
def capture_stderr():
    old_stderr = sys.stderr
    sys.stderr = buffer = io.StringIO()
    try:
        yield buffer
    finally:
        sys.stderr = old_stderr

@contextmanager
def capture_output():
    old_stdout = sys.stdout
    old_stderr = sys.stderr
    sys.stdout = sys.stderr = buffer = io.StringIO()
    try:
        yield buffer
    finally:
        sys.stdout = old_stdout
        sys.stderr = old_stderr

class Tee(io.StringIO):
    """הצגה ולכידה בו-זמנית"""
    def __init__(self, original):
        super().__init__()
        self.original = original

    def write(self, text):
        self.original.write(text)
        super().write(text)

    def flush(self):
        self.original.flush()

@contextmanager
def capture_stdout_tee():
    old_stdout = sys.stdout
    sys.stdout = tee = Tee(old_stdout)
    try:
        yield tee
    finally:
        sys.stdout = old_stdout

# ==========================
# חלק 3: מנהל הקשר מבוסס מחלקה
# ==========================

class OutputCapture:
    """מנהל הקשר מבוסס מחלקה ללכידת stdout"""
    def __init__(self):
        self._buffer = io.StringIO()
        self._old_stdout = None

    def __enter__(self):
        self._old_stdout = sys.stdout
        sys.stdout = self._buffer
        return self._buffer

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        sys.stdout = self._old_stdout
        return False  # להעביר את החריגות

# ==========================
# חלק 4: הדגמות
# ==========================

def demo_classes():
    print("\n--- הדגמת מחלקות ---")
    dog = Dog()
    cat = Cat()
    print("כלב אומר:", dog.speak())
    print("חתול אומר:", cat.speak())

    my_car = Car('Toyota', 'Corolla', 2020)
    print("תיאור הרכב:", my_car.description())
    my_car.set_make('Honda')
    print("מותג מעודכן:", my_car.get_make())

    point = Point(3, 4)
    print("נקודה:", point)

def demo_context_managers():
    print("\n--- הדגמת מנהלי הקשר ---")
    with my_context() as res:
        print("בתוך ההקשר:",res)