Metaprogramação em Python

Recentemente eu dei um curso de Python para uns programadores muito bons que curtem Ruby, e eles queriam saber sobre "metaprogramação" em Python.

Python tem uma longa e sólida tradição de metaprogramação, mas esse não é um termo que a gente usa muito na comunidade Python. Meus exemplos de metaprogramação sempre ficaram numa pasta chamada "introspecção". Realmente temos muito que aprender com a comunidade Ruby no quesito marketing. Metaprogramação é muito mais sexy.

Para ilustrar metaprogramação em Python, fiz este pequeno exemplo inspirado numa feature muito importante do Rails 3, que é a possibilidade de acessar itens usando ordinais como first, second etc. Dizem que o DHH implementou todos os ordinais até fortysecond, mas eu não testei.

A idéia fica bem clara num doctest:

'''
Os itens contidos em objetos da classe Lista podem ser acessados pelos
ordinais de 'primeiro' até 'decimo', ou por abreviaturas de três letras
destes ordinais:

>>> l = Lista([11, 22, 33, 44, 55])
>>> l.primeiro
11
>>> l.ter
33

'''

A implementação ficou assim:

from itertools import count

class Lista(list):

    __ordinais = ('primeiro segundo terceiro quarto quinto sexto setimo'
                  ' oitavo nono decimo').split()
    __abrevs = [s[:3] for s in __ordinais]

    def __getattr__(self, atrib):
        atr = atrib[:3]
        for i, ordinal, abrev in zip(count(), self.__ordinais, self.__abrevs):
             if atrib == ordinal or atr == abrev:
                 return self[i]
        else:
             msg = "'%s' object has no attribute '%s'"
             raise AttributeError(msg % (self.__class__.__name__, atrib))

    @property 
    def ultimo(self):
        return self[-1]

    ult = ultimo

Vou comentar alguns lances que podem ser novidade para alguém.

Economia de aspas e vírgulas

Quando faço listas de identificadores tipo aquela dos __ordinais eu costumo colocar tudo numa única string e depois usar split, para economizar a digitação de um monte de aspas e vírgulas. Mas isso não é ineficiente? Não, porque aquela atribuição acontece só uma vez, quando o módulo é importado a primeira vez.

O que faz o __getattr__

O método especial __getattr__ é invocado quando um atributo inexistente é acessado. A obrigação dele é devolver um valor, ou levantar AttributeError. Existe também um __setattr__ e até um __delattr__. Tem também um __getattribute__ nas classes novas, mas este é mais difícil de usar corretamente.

Desde que Python ganhou o mecanismo de property, a gente usa menos estes métodos, mas eles ainda são essenciais.

Iterar com índices

O comando for em Python é mais fácil de usar que em outras linguagens, porque não obriga a lidar com o índice que em geral não interessa.

Mas às vezes a gente precisa do índice, e neste caso basta fazer

for i, item in enumerate(sequencia):

No for deste __getattr__ eu usei zip e count porque queria formar tuplas de três elementos: o índice, o ordinal e a abreviatura. Vale muito a pena estudar o que tem lá no módulo itertools: entender como usar aquelas funções vai te fazer pensar diferente.

Propriedade

Em Python uma property serve para implementar um atributo calculado, ou seja, um método que pode ser invocado usando a sintaxe de acesso a atributo (i.é. x.a em vez de x.a()).

Para definir uma propriedade apenas para leitura, usamos o decorador @property acima do método em questão.

E por último, ult = ultimo

Propriedades, funções e até classes em Python são objetos de primeira classe, ou seja, podem ser atribuidos a variáveis, passados como parâmetros e devolvidos como resultados de expressões. Isso significa que para criar uma propriedade ult, bastou atribuir ultimo a este identificador. Simples e elegante.

Este post mal arranhou o vasto e fascimante tema da metaprogramação em Python. Uma ótima referência para o tema é a palestra do Werneck na PyConBrasil 2007 em Joinville: "O que o Python faz quando você não está olhando".