Хранилище Python-объектов

Разработать API и реализующий его пакет Python для хранения и эффективной выборки экземпляров Python dataclasses во встроенной в Python СУБД sqlite

Требования к проекту

• Минимальные зависимости на внешние модули (в идеале — никаких)

Требования к API

Хранилище выглядит как словарь таблиц по типу хранимого элемента (то есть ключом словаря является класс)

• storage[Record]

Поиск эелемента

• Запрос к таблице возвращает список подходящих объектов ( или итератор по ним, если так удобнее)

  • for record in storage[Record].search():

• Запрос может включать в себя фильтр по полям класса:

  • for record in storage[Record].search(name = "Колесо", kind = "Квадратное"):

• «Ключом» (не вполне уникальным, см. ниже замечания про версионирование) в таблице является строковое поле ID. Запрос по этому полю должен возвращать один объект или None, если такого нет. API должно выглядеть как словарь по ID:

  • storage[Record]["Идентификатор"]

• Выборка по ключу должна работать быстро (в идеале — амортизированный худший случай = O(1), как в словарях)

Версионирование, добавление и удаление элементов

Все объекты хранилища сопровождаются версией (временно́й меткой). В хранилище могут храниться объекты с разными версиями и одинаковым ID.

• Если при поиске (по фильтру или ключу) не указано имя поля-версии, возвращается самая свежая версия объекта

• Нужно придумать синтаксис: как задавать конкретную версию, первую версию, все версии

• Операция добавления элемента добавляет в таблицу соответствующий элемент (версию можно не указывать, это текущий timestamp; ID — ключ — обязательное поле объекта).

  • storage[Record].append(newrecord)

• Удаление элементов по ключу удаляет последнюю версию и имеет синтаксис словаря:

  • del storage[Record]["Идентификатор"]

• Удаление элементов по результатам поиска использует тот же синтаксис, что и поиск.

  • storage[Record].remove(name = "Колесо", kind = "Квадратное")

• См. выше относительно задания ограничений на версии

Требования и ограничения

• Нужно демонстрационное приложение, в котором вызываются все методы во всех принципиально различных вариантах

• Нужен замер производительности операций по ключу и фильтру

Допустимые ограничения

Если это упростит реализацию, можно допустить, что:

• ID объектов в разных таблицах могут совпадать

• Все таблицы — небольшого размера (порядка тысячи записей)

• Все хранимые объекты являются экземплярами классов с одним общим dataclass-предком

• Поле-версия всегда называется timestamp

• Поля объектов могут быть не вообще любого типа, а только нескольких заданных, для которых есть адаптеры хранения
  • Тем не менее должны поддерживаться
• Можно создавать служебные таблицы SQLite
• Можно вообще не использовать SQLite, а хранить всё в файле

• Можно использовать SQLAlchemy, если вы в него хорошо умеете

Замечания

• В Python 3.13+ есть db-бэкенд для SQlite, понадобится ли он — неизвестно, но почитать надо.

• Вообще поглядеть на dbm

• Вариант реализации версионирования: для каждого типа создаются две таблицы — самых свежих версий, с ключом ID, и с историей версий, с ключом ID + timestamp. Тогда поиск по ID будет работать быстро. Но тогда методы с timestamp= будут прозрачно для пользователя в другую таблицу идти, и надо подумать об атомарном изменении обеих таблиц.