python-patterns

name	python-patterns
description	Pythonic idiomlar, PEP 8 standartları, type hint'ler ve sağlam, verimli ve bakımı kolay Python uygulamaları oluşturmak için en iyi uygulamalar.
origin	ECC

Python Geliştirme Desenleri

Sağlam, verimli ve bakımı kolay uygulamalar oluşturmak için idiomatic Python desenleri ve en iyi uygulamalar.

Ne Zaman Etkinleştirmeli

• Yeni Python kodu yazarken
• Python kodunu gözden geçirirken
• Mevcut Python kodunu refactor ederken
• Python paketleri/modülleri tasarlarken

Temel Prensipler

1. Okunabilirlik Önemlidir

Python okunabilirliği önceliklendirir. Kod açık ve anlaşılması kolay olmalıdır.

# İyi: Açık ve okunabilir
def get_active_users(users: list[User]) -> list[User]:
    """Sağlanan listeden sadece aktif kullanıcıları döndür."""
    return [user for user in users if user.is_active]


# Kötü: Zeki ama kafa karıştırıcı
def get_active_users(u):
    return [x for x in u if x.a]

2. Açık, Örtük Olandan Daha İyidir

Sihirden kaçının; kodunuzun ne yaptığı konusunda açık olun.

# İyi: Açık yapılandırma
import logging

logging.basicConfig(
    level=logging.INFO,
    format='%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s'
)

# Kötü: Gizli yan etkiler
import some_module
some_module.setup()  # Bu ne yapıyor?

3. EAFP - Affederek Sormaktansa İzin İstemek Daha Kolaydır

Python, koşulları kontrol etmek yerine exception handling'i tercih eder.

# İyi: EAFP stili
def get_value(dictionary: dict, key: str) -> Any:
    try:
        return dictionary[key]
    except KeyError:
        return default_value

# Kötü: LBYL (Atlamadan Önce Bak) stili
def get_value(dictionary: dict, key: str) -> Any:
    if key in dictionary:
        return dictionary[key]
    else:
        return default_value

Type Hint'ler

Temel Type Annotation'lar

from typing import Optional, List, Dict, Any

def process_user(
    user_id: str,
    data: Dict[str, Any],
    active: bool = True
) -> Optional[User]:
    """Bir kullanıcıyı işle ve güncellenmiş User'ı veya None döndür."""
    if not active:
        return None
    return User(user_id, data)

Modern Type Hint'ler (Python 3.9+)

# Python 3.9+ - Built-in tipleri kullan
def process_items(items: list[str]) -> dict[str, int]:
    return {item: len(item) for item in items}

# Python 3.8 ve öncesi - typing modülünü kullan
from typing import List, Dict

def process_items(items: List[str]) -> Dict[str, int]:
    return {item: len(item) for item in items}

Type Alias'ları ve TypeVar

from typing import TypeVar, Union

# Karmaşık tipler için type alias
JSON = Union[dict[str, Any], list[Any], str, int, float, bool, None]

def parse_json(data: str) -> JSON:
    return json.loads(data)

# Generic tipler
T = TypeVar('T')

def first(items: list[T]) -> T | None:
    """İlk öğeyi döndür veya liste boşsa None döndür."""
    return items[0] if items else None

Protocol Tabanlı Duck Typing

from typing import Protocol

class Renderable(Protocol):
    def render(self) -> str:
        """Nesneyi string'e render et."""

def render_all(items: list[Renderable]) -> str:
    """Renderable protocol'ünü implement eden tüm öğeleri render et."""
    return "\n".join(item.render() for item in items)

Hata İşleme Desenleri

Spesifik Exception Handling

# İyi: Spesifik exception'ları yakala
def load_config(path: str) -> Config:
    try:
        with open(path) as f:
            return Config.from_json(f.read())
    except FileNotFoundError as e:
        raise ConfigError(f"Config file not found: {path}") from e
    except json.JSONDecodeError as e:
        raise ConfigError(f"Invalid JSON in config: {path}") from e

# Kötü: Bare except
def load_config(path: str) -> Config:
    try:
        with open(path) as f:
            return Config.from_json(f.read())
    except:
        return None  # Sessiz hata!

Exception Chaining

def process_data(data: str) -> Result:
    try:
        parsed = json.loads(data)
    except json.JSONDecodeError as e:
        # Traceback'i korumak için exception'ları zincirleme
        raise ValueError(f"Failed to parse data: {data}") from e

Özel Exception Hiyerarşisi

class AppError(Exception):
    """Tüm uygulama hataları için base exception."""
    pass

class ValidationError(AppError):
    """Input validation başarısız olduğunda raise edilir."""
    pass

class NotFoundError(AppError):
    """İstenen kaynak bulunamadığında raise edilir."""
    pass

# Kullanım
def get_user(user_id: str) -> User:
    user = db.find_user(user_id)
    if not user:
        raise NotFoundError(f"User not found: {user_id}")
    return user

Context Manager'lar

Kaynak Yönetimi

# İyi: Context manager'ları kullanma
def process_file(path: str) -> str:
    with open(path, 'r') as f:
        return f.read()

# Kötü: Manuel kaynak yönetimi
def process_file(path: str) -> str:
    f = open(path, 'r')
    try:
        return f.read()
    finally:
        f.close()

Özel Context Manager'lar

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def timer(name: str):
    """Bir kod bloğunu zamanlamak için context manager."""
    start = time.perf_counter()
    yield
    elapsed = time.perf_counter() - start
    print(f"{name} took {elapsed:.4f} seconds")

# Kullanım
with timer("data processing"):
    process_large_dataset()

Context Manager Class'ları

class DatabaseTransaction:
    def __init__(self, connection):
        self.connection = connection

    def __enter__(self):
        self.connection.begin_transaction()
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        if exc_type is None:
            self.connection.commit()
        else:
            self.connection.rollback()
        return False  # Exception'ları suppress etme

# Kullanım
with DatabaseTransaction(conn):
    user = conn.create_user(user_data)
    conn.create_profile(user.id, profile_data)

Comprehension'lar ve Generator'lar

List Comprehension'ları

# İyi: Basit dönüşümler için list comprehension
names = [user.name for user in users if user.is_active]

# Kötü: Manuel döngü
names = []
for user in users:
    if user.is_active:
        names.append(user.name)

# Karmaşık comprehension'lar genişletilmelidir
# Kötü: Çok karmaşık
result = [x * 2 for x in items if x > 0 if x % 2 == 0]

# İyi: Bir generator fonksiyonu kullan
def filter_and_transform(items: Iterable[int]) -> list[int]:
    result = []
    for x in items:
        if x > 0 and x % 2 == 0:
            result.append(x * 2)
    return result

Generator Expression'ları

# İyi: Lazy evaluation için generator
total = sum(x * x for x in range(1_000_000))

# Kötü: Büyük ara liste oluşturur
total = sum([x * x for x in range(1_000_000)])

Generator Fonksiyonları

def read_large_file(path: str) -> Iterator[str]:
    """Büyük bir dosyayı satır satır oku."""
    with open(path) as f:
        for line in f:
            yield line.strip()

# Kullanım
for line in read_large_file("huge.txt"):
    process(line)

Data Class'lar ve Named Tuple'lar

Data Class'lar

from dataclasses import dataclass, field
from datetime import datetime

@dataclass
class User:
    """Otomatik __init__, __repr__ ve __eq__ ile User entity."""
    id: str
    name: str
    email: str
    created_at: datetime = field(default_factory=datetime.now)
    is_active: bool = True

# Kullanım
user = User(
    id="123",
    name="Alice",
    email="[e-mail]"
)

Validation ile Data Class'lar

@dataclass
class User:
    email: str
    age: int

    def __post_init__(self):
        # Email formatını validate et
        if "@" not in self.email:
            raise ValueError(f"Invalid email: {self.email}")
        # Yaş aralığını validate et
        if self.age < 0 or self.age > 150:
            raise ValueError(f"Invalid age: {self.age}")

Named Tuple'lar

from typing import NamedTuple

class Point(NamedTuple):
    """Immutable 2D nokta."""
    x: float
    y: float

    def distance(self, other: 'Point') -> float:
        return ((self.x - other.x) ** 2 + (self.y - other.y) ** 2) ** 0.5

# Kullanım
p1 = Point(0, 0)
p2 = Point(3, 4)
print(p1.distance(p2))  # 5.0

Decorator'lar

Fonksiyon Decorator'ları

import functools
import time

def timer(func: Callable) -> Callable:
    """Fonksiyon yürütmesini zamanlamak için decorator."""
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.perf_counter()
        result = func(*args, **kwargs)
        elapsed = time.perf_counter() - start
        print(f"{func.__name__} took {elapsed:.4f}s")
        return result
    return wrapper

@timer
def slow_function():
    time.sleep(1)

# slow_function() yazdırır: slow_function took 1.0012s

Parametreli Decorator'lar

def repeat(times: int):
    """Bir fonksiyonu birden çok kez tekrarlamak için decorator."""
    def decorator(func: Callable) -> Callable:
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            results = []
            for _ in range(times):
                results.append(func(*args, **kwargs))
            return results
        return wrapper
    return decorator

@repeat(times=3)
def greet(name: str) -> str:
    return f"Hello, {name}!"

# greet("Alice") döndürür ["Hello, Alice!", "Hello, Alice!", "Hello, Alice!"]

Class Tabanlı Decorator'lar

class CountCalls:
    """Bir fonksiyonun kaç kez çağrıldığını sayan decorator."""
    def __init__(self, func: Callable):
        functools.update_wrapper(self, func)
        self.func = func
        self.count = 0

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        self.count += 1
        print(f"{self.func.__name__} has been called {self.count} times")
        return self.func(*args, **kwargs)

@CountCalls
def process():
    pass

# Her process() çağrısı çağrı sayısını yazdırır

Eşzamanlılık Desenleri

I/O-Bound Görevler için Threading

import concurrent.futures
import threading

def fetch_url(url: str) -> str:
    """Bir URL fetch et (I/O-bound operasyon)."""
    import urllib.request
    with urllib.request.urlopen(url) as response:
        return response.read().decode()

def fetch_all_urls(urls: list[str]) -> dict[str, str]:
    """Thread'ler kullanarak birden fazla URL'yi eşzamanlı fetch et."""
    with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10) as executor:
        future_to_url = {executor.submit(fetch_url, url): url for url in urls}
        results = {}
        for future in concurrent.futures.as_completed(future_to_url):
            url = future_to_url[future]
            try:
                results[url] = future.result()
            except Exception as e:
                results[url] = f"Error: {e}"
    return results

CPU-Bound Görevler için Multiprocessing

def process_data(data: list[int]) -> int:
    """CPU-yoğun hesaplama."""
    return sum(x ** 2 for x in data)

def process_all(datasets: list[list[int]]) -> list[int]:
    """Birden fazla process kullanarak birden fazla dataset işle."""
    with concurrent.futures.ProcessPoolExecutor() as executor:
        results = list(executor.map(process_data, datasets))
    return results

Eşzamanlı I/O için Async/Await

import asyncio

async def fetch_async(url: str) -> str:
    """Asenkron olarak bir URL fetch et."""
    import aiohttp
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(url) as response:
            return await response.text()

async def fetch_all(urls: list[str]) -> dict[str, str]:
    """Birden fazla URL'yi eşzamanlı fetch et."""
    tasks = [fetch_async(url) for url in urls]
    results = await asyncio.gather(*tasks, return_exceptions=True)
    return dict(zip(urls, results))

Paket Organizasyonu

Standart Proje Düzeni

myproject/
├── src/
│   └── mypackage/
│       ├── __init__.py
│       ├── main.py
│       ├── api/
│       │   ├── __init__.py
│       │   └── routes.py
│       ├── models/
│       │   ├── __init__.py
│       │   └── user.py
│       └── utils/
│           ├── __init__.py
│           └── helpers.py
├── tests/
│   ├── __init__.py
│   ├── conftest.py
│   ├── test_api.py
│   └── test_models.py
├── pyproject.toml
├── README.md
└── .gitignore

Import Konvansiyonları

# İyi: Import sırası - stdlib, third-party, local
import os
import sys
from pathlib import Path

import requests
from fastapi import FastAPI

from mypackage.models import User
from mypackage.utils import format_name

# İyi: Otomatik import sıralama için isort kullanın
# pip install isort

Paket Export'ları için init.py

# mypackage/__init__.py
"""mypackage - Örnek bir Python paketi."""

__version__ = "1.0.0"

# Ana class/fonksiyonları paket seviyesinde export et
from mypackage.models import User, Post
from mypackage.utils import format_name

__all__ = ["User", "Post", "format_name"]

Bellek ve Performans

Bellek Verimliliği için slots Kullanma

# Kötü: Normal class __dict__ kullanır (daha fazla bellek)
class Point:
    def __init__(self, x: float, y: float):
        self.x = x
        self.y = y

# İyi: __slots__ bellek kullanımını azaltır
class Point:
    __slots__ = ['x', 'y']

    def __init__(self, x: float, y: float):
        self.x = x
        self.y = y

Büyük Veri için Generator

# Kötü: Bellekte tam liste döndürür
def read_lines(path: str) -> list[str]:
    with open(path) as f:
        return [line.strip() for line in f]

# İyi: Satırları birer birer yield eder
def read_lines(path: str) -> Iterator[str]:
    with open(path) as f:
        for line in f:
            yield line.strip()

Döngülerde String Birleştirmekten Kaçının

# Kötü: String immutability nedeniyle O(n²)
result = ""
for item in items:
    result += str(item)

# İyi: join kullanarak O(n)
result = "".join(str(item) for item in items)

# İyi: Oluşturma için StringIO kullanma
from io import StringIO

buffer = StringIO()
for item in items:
    buffer.write(str(item))
result = buffer.getvalue()

Python Tooling Entegrasyonu

Temel Komutlar

# Kod formatlama
black .
isort .

# Linting
ruff check .
pylint mypackage/

# Type checking
mypy .

# Test
pytest --cov=mypackage --cov-report=html

# Güvenlik taraması
bandit -r .

# Dependency yönetimi
pip-audit
safety check

pyproject.toml Yapılandırması

[project]
name = "mypackage"
version = "1.0.0"
requires-python = ">=3.9"
dependencies = [
    "requests>=2.31.0",
    "pydantic>=2.0.0",
]

[project.optional-dependencies]
dev = [
    "pytest>=7.4.0",
    "pytest-cov>=4.1.0",
    "black>=23.0.0",
    "ruff>=0.1.0",
    "mypy>=1.5.0",
]

[tool.black]
line-length = 88
target-version = ['py39']

[tool.ruff]
line-length = 88
select = ["E", "F", "I", "N", "W"]

[tool.mypy]
python_version = "3.9"
warn_return_any = true
warn_unused_configs = true
disallow_untyped_defs = true

[tool.pytest.ini_options]
testpaths = ["tests"]
addopts = "--cov=mypackage --cov-report=term-missing"

Hızlı Referans: Python İfadeleri

İfade	Açıklama
EAFP	Affederek Sormaktansa İzin İstemek Daha Kolay
Context manager'lar	Kaynak yönetimi için with kullan
List comprehension'lar	Basit dönüşümler için
Generator'lar	Lazy evaluation ve büyük dataset'ler için
Type hint'ler	Fonksiyon signature'larını annotate et
Dataclass'lar	Auto-generated metodlarla veri container'ları için
__slots__	Bellek optimizasyonu için
f-string'ler	String formatlama için (Python 3.6+)
pathlib.Path	Path operasyonları için (Python 3.4+)
enumerate	Döngülerde index-element çiftleri için

Kaçınılması Gereken Anti-Desenler

# Kötü: Mutable default argümanlar
def append_to(item, items=[]):
    items.append(item)
    return items

# İyi: None kullan ve yeni liste oluştur
def append_to(item, items=None):
    if items is None:
        items = []
    items.append(item)
    return items

# Kötü: type() ile tip kontrolü
if type(obj) == list:
    process(obj)

# İyi: isinstance kullan
if isinstance(obj, list):
    process(obj)

# Kötü: None ile == ile karşılaştırma
if value == None:
    process()

# İyi: is kullan
if value is None:
    process()

# Kötü: from module import *
from os.path import *

# İyi: Açık import'lar
from os.path import join, exists

# Kötü: Bare except
try:
    risky_operation()
except:
    pass

# İyi: Spesifik exception
try:
    risky_operation()
except SpecificError as e:
    logger.error(f"Operation failed: {e}")

Unutmayın: Python kodu okunabilir, açık ve en az sürpriz ilkesine uygun olmalıdır. Şüphe duyduğunuzda, açıklığı zekiceden öncelikli kılın.