Python’da Sınıf ve Örnek Değişkenleri: Gizli Veri Paylaşımı Tuzağı

Python’da nesne yönelimli programlama yaparken sınıf değişkenleri ile örnek değişkenleri arasındaki küçük görünen fark, beklenmedik sonuçlara yol açabilir. Özellikle liste veya sözlük gibi değiştirilebilir bir nesne sınıf değişkeni olarak tanımlandığında, bir örnekte yapılan değişiklik diğer örneklerde de ortaya çıkar. Böylece birbirinden bağımsız olması beklenen nesneler, farkında olmadan aynı veriyi paylaşmaya başlar.

``

Sınıf değişkeni nedir?

Sınıf değişkeni, sınıf gövdesinde tanımlanır ve sınıfın bütün örnekleri tarafından paylaşılır. Bir sınıftan $n$ adet nesne üretilse bile ilgili sınıf değişkeni için genellikle tek bir ortak nesne bulunur:

Örnek değişkeni ise çoğunlukla __init__ içinde self üzerinden oluşturulur. Her örnek kendi değerini taşır:

Temel farkı şöyle özetleyebiliriz:

Tehlikeli örnek: Ortak liste

Aşağıdaki sınıfta gorevler, sınıf seviyesinde tanımlanmıştır:

class Kullanici:
    gorevler = []

    def __init__(self, ad):
        self.ad = ad

    def gorev_ekle(self, gorev):
        self.gorevler.append(gorev)

ayse = Kullanici('Ayşe')
mehmet = Kullanici('Mehmet')

ayse.gorev_ekle('Raporu hazırla')

print(ayse.gorevler)
print(mehmet.gorevler)

Her iki çıktı da ['Raporu hazırla'] olur. Mehmet rapor hazırlamak istememişti; ancak Python onu projeye gönüllü yazdı! Bunun nedeni, ayse.gorevler ile mehmet.gorevler ifadelerinin aynı listeyi bulmasıdır.

Bunu kimlik kontrolüyle doğrulayabiliriz:

print(ayse.gorevler is mehmet.gorevler)  # True
print(id(ayse.gorevler) == id(mehmet.gorevler))  # True

Python bir niteliği ararken önce örneğin kendi alanına, ardından sınıfa bakar. gorevler örneklerin içinde bulunmadığı için sınıftaki ortak listeye ulaşılır. append, yeni bir liste atamak yerine mevcut listeyi yerinde değiştirir.

Doğru çözüm: Listeyi örnekte oluşturmak

Her kullanıcının bağımsız görev listesine sahip olması için liste __init__ içinde tanımlanmalıdır:

class Kullanici:
    def __init__(self, ad):
        self.ad = ad
        self.gorevler = []

    def gorev_ekle(self, gorev):
        self.gorevler.append(gorev)

ayse = Kullanici('Ayşe')
mehmet = Kullanici('Mehmet')

ayse.gorev_ekle('Raporu hazırla')

print(ayse.gorevler)    # ['Raporu hazırla']
print(mehmet.gorevler)  # []

Artık her Kullanici oluşturulduğunda bellekte yeni bir liste üretilir. Dolayısıyla kimlik karşılaştırması False sonucunu verir.

Her sınıf değişkeni kötü müdür?

Hayır. Değişmez veya gerçekten ortak olması gereken bilgiler için sınıf değişkenleri oldukça kullanışlıdır:

class Kullanici:
    uygulama_adi = 'Görev Ustası'
    kullanici_sayisi = 0

    def __init__(self, ad):
        self.ad = ad
        self.gorevler = []
        Kullanici.kullanici_sayisi += 1

Burada uygulama_adi bütün kullanıcılar için ortaktır. kullanici_sayisi ise oluşturulan toplam örnek sayısını izler. Buna karşılık ad ve gorevler, kullanıcıya özgüdür.

Atama ile değiştirme arasındaki ince fark

nesne.gorevler = [] yazmak, örnek üzerinde yeni bir nitelik oluşturabilir ve sınıf değişkenini gölgeleyebilir. Fakat nesne.gorevler.append(...) ortak nesneyi doğrudan değiştirir. Bu nedenle yalnızca çıktıya bakmak yerine verinin nerede tanımlandığını sorgulamak önemlidir.

Pratik kural şudur: Bir değer nesneye özgüyse self ile oluşturun. Liste, sözlük veya küme gibi değiştirilebilir yapıları sınıf gövdesine koymadan önce mutlaka “Bunun bütün örneklerce paylaşılmasını gerçekten istiyor muyum?” diye sorun. Cevap hayırsa doğru adres __init__ metodudur.