لعبة البروتوكولات

C slots, descriptors, ABCs, Protocols — كيف تتفاهم كائنات بايثون دون عقود مكتوبة؟

class A:
    def __getitem__(self, idx):
        return idx * 2

class B:
    def __iter__(self):
        return iter([1, 2, 3])

class C:
    pass

class D(int):
    def __iter__(self):
        return iter([1, 2, 3])

Slots — جسر C إلى بايثون

كل PyTypeObject عنده مصفوفة من الـ slots. عندما تكتب for x in obj:

1. ابحث عن tp_iter (__iter__). إن وُجد، استدعِه → iterator.
2. إن لم يُوجد، ابحث عن tp_as_sequence.sq_item (__getitem__). إن وُجد، استعمل iteration protocol بالـ index من 0.
3. إن لم يُوجد → TypeError.

هذا التسلسل موجود في cpython/Objects/abstract.c — PyObject_GetIter.

Protocols الرئيسية

المراسلات في cpython/Objects/typeobject.c: دالة slot_tp_init تتعقب __init__ method وتحوّلها إلى tp_init slot.

ABCs vs Protocols

ABCs: ABCMeta يضيف __instancecheck__ و __subclasscheck__. يمكن تسجيل virtual subclass.

Protocols (PEP 544): Structural subtyping — إذا كان للكلاس نفس methods، هو subclass بغض النظر عن الوراثة. @runtime_checkable يعمل عبر __instancecheck__ الذي يتحقق من وجود الـ methods المطلوبة.

Descriptor Protocol — تحت الـ property

class Property:
    def __init__(self, fget): self.fget = fget
    def __get__(self, obj, objtype=None):
        if obj is None: return self
        return self.fget(obj)

عندما تنفّذ obj.x، بايثون تبحث في type(obj).__mro__ عن x، تجده descriptor، تستدعي __get__(property_obj, obj, type(obj)) الذي يستدعي self.fget(obj).

NotImplemented و binary protocols

عندما بايثون تنفّذ a + b:

1. استدعِ a.__add__(b). لو رجع NotImplemented:
2. استدعِ b.__radd__(a). لو رجع NotImplemented:
3. ارفع TypeError.

هذا يسمح للـ type الأيمن بأن "يخطف" العملية.

class my_property:
    # obj.x → 42, obj.x = 5 → AttributeError
    pass

class my_classmethod:
    # يصنع method مرتبط بالكلاس
    pass

class my_staticmethod:
    # يصنع method لا يأخذ self ولا cls
    pass