Muitas listas de exercícios de lógica de programação pedem em algum momento que um valor seja lido do teclado, e caso esse valor seja inválido, deve-se avisar, e repetir a leitura até que um valor válido seja informado. Utilizando a ideia de otimização do algoritmo passo a passo, começando com uma solução simples, pretendo estudar como reduzir a duplicação de código alterando o algoritmo, encapsulando a lógica em funções, e encapsulando em classes.
Exercício
Um exemplo de exercício que pede esse tipo de validação é a leitura de notas, que devem estar entre 0 e 10. A solução mais simples, consiste em ler um valor, e enquanto esse valor for inválido, dar o aviso e ler outro valor. Exemplo:
while nota < 0 or nota > 10:
print(‘Nota inválida’)
nota = float(input(‘Digite a nota: ‘))
Esse algoritmo funciona, porém existe uma duplicação no código que faz a leitura da nota (uma antes do loop e outra dentro). Caso seja necessário uma alteração, como a mudança da nota para um valor inteiro entre 0 e 100, deve-se alterar os dois lugares, e se feito em apenas um lugar, o algoritmo poderia processar valores inválidos.
Alterando o algoritmo
Visando remover a repetição de código, é possível unificar a leitura do valor dentro do loop, uma vez que é necessário repetir essa instrução até que o valor válido seja obtido. Exemplo:
nota = float(input(‘Digite a nota: ‘))
if 0 <= nota <= 10:
break
print(‘Nota inválida!’)
Dessa forma, não existe mais a repetição de código. A condição de parada, que antes verificava se o valor era inválido (o que pode ter uma leitura não tão intuitiva), agora verifica se é um valor válido (que é geralmente é mais fácil de ler e escrever a condição). E a ordem dos comandos dentro do loop, que agora estão em uma ordem que facilita a leitura, visto que no algoritmo anterior era necessário tem em mente o que era executado antes do loop.
Porém esses algoritmos validam apenas o valor lido, apresentando erro caso seja informado um valor com formato inválido, como letras em vez de números. Isso pode ser resolvido tratando as exceções lançadas. Exemplo:
try:
nota = float(input(‘Digite a nota: ‘))
if 0 <= nota <= 10:
break
except ValueError:
…
print(‘Nota inválida!’)
Encapsulamento da lógica em função
Caso fosse necessário ler várias notas, com os algoritmos apresentados até então, seria necessário repetir todo esse trecho de código, ou utilizá-lo dentro de uma estrutura de repetição. Para facilitar sua reutilização, evitando a duplicação de código, é possível encapsular esse algoritmo dentro de uma função. Exemplo:
while True:
try:
nota = float(input(prompt))
if 0 <= nota <= 10:
break
except ValueError:
…
print(‘Nota inválida!’)
return notanota1 = nota_input(‘Digite a primeira nota: ‘)
nota2 = nota_input(‘Digite a segunda nota: ‘)
Encapsulamento da lógica em classes
Em vez de encapsular essa lógica em uma função, é possível encapsulá-la em uma classe, o que permitiria separar cada etapa do algoritmo em métodos, assim como ter um método responsável por controlar qual etapa deveria ser chamada em qual momento. Exemplo:
mensagem_valor_invalido = ‘Nota inválida!’def ler_entrada(self, prompt):
return input(prompt)def transformar_entrada(self, entrada):
return float(entrada)def validar_nota(self, nota):
return 0 <= nota <= 10
def __call__(self, prompt):
while True:
try:
nota = self.transformar_entrada(self.ler_entrada(prompt))
if self.validar_nota(nota):
break
except ValueError:
…
print(self.mensagem_valor_invalido)
return nota
nota_input = ValidaNotaInput()
nota = nota_input(‘Digite a nota: ‘)
Vale observar que o método call permite que o objeto criado a partir dessa classe seja chamado como se fosse uma função. Nesse caso ele é o responsável por chamar cada etapa do algoritmo, como: ler_entrada que é responsável por ler o que foi digitado no teclado, transformar_entrada que é responsável por converter o texto lido para o tipo desejado (converter de str para float), e validar_nota que é responsável por dizer se o valor é válido ou não. Vale observar que ao dividir o algoritmo em métodos diferentes, seu código principal virou uma espécie de código comentado, descrevendo o que está sendo feito e onde está sendo feito.
Outra vantagem de encapsular a lógica em classe, em vez de uma função, é a possibilidade de generalizá-la. Se fosse necessário validar outro tipo de entrada, encapsulando em uma função, seria necessário criar outra função repetindo todo o algoritmo, alterando apenas a parte referente a transformação do valor lido, e validação, o que gera uma espécie de repetição de código. Ao encapsular em classes, é possível se aproveitar dos mecanismos de herança para evitar essa repetição. Exemplo:
mensagem_valor_invalido = ‘Valor inválido!’def ler_entrada(self, prompt):
return input(prompt)def transformar_entrada(self, entrada):
raise NotImplementedErrordef validar_valor(self, valor):
raise NotImplementedError
def __call__(self, prompt):
while True:
try:
valor = self.transformar_entrada(self.ler_entrada(prompt))
if self.validar_valor(valor):
break
except ValueError:
…
print(self.mensagem_valor_invalido)
return valor
class ValidaNomeInput(ValidaInput):
mensagem_valor_invalido = ‘Nome inválido!’
def transformar_entrada(self, entrada):
return entrada.strip().title()
def validar_valor(self, valor):
return valor != ”
class ValidaNotaInput(ValidaInput):
mensagem_valor_invalido = ‘Nota inválida!’
def transformar_entrada(self, entrada):
return float(entrada)
def validar_valor(self, valor):
return 0 <= valor <= 10
nome_input = ValidaNomeInput()
nota_input = ValidaNotaInput()
nome = nome_input(‘Digite o nome: ‘)
nota = nota_input(‘Digite a nota: ‘)
Dessa forma, é possível reutilizar o código já existente para criar outras validações, sendo necessário implementar apenas como converter a str lida do teclado para o tipo desejado, e como esse valor deve ser validado. Não é necessário entender e repetir a lógica de ler o valor, validá-lo, imprimir a mensagem de erro, e repetir até que seja informado um valor válido.
Considerações
É possível encapsular a lógica de um algoritmo em funções ou em classes. Embora para fazê-lo em uma classe exija conhecimentos de programação orientada a objetos, o seu reaproveitamento é facilitado, abstraindo toda a complexidade do algoritmo, que pode ser disponibilizado através de uma biblioteca, exigindo apenas a implementações de métodos simples por quem for a utilizar.
Ainda poderia ser discutido outras formas de fazer essa implementação, como passar funções como parâmetro e a utilização de corrotinas no encapsulamento do algoritmo em função, assim como a utilização de classmethod, staticmethod e ABC no encapsulamento do algoritmo em classes.
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