Python 面向对象三大特征之封装

封装

【封装】

隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式。

【好处】

1. 将变化隔离；

2. 便于使用；

3. 提高复用性；

4. 提高安全性；

【封装原则】

1. 将不需要对外提供的内容都隐藏起来；

2. 把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。

1、私有变量和私有方法

在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来（设置成私有的）

#其实这仅仅这是一种变形操作 #类中所有双下划线开头的名称如__x都会自动变形成：_类名__x的形式： class A:     __N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N     def __init__(self):         self.__X=10 #变形为self._A__X     def __foo(self): #变形为_A__foo         print('from A')     def bar(self):         self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到. #A._A__N是可以访问到的，即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问，仅仅只是一种语法意义上的变形

这种自动变形的特点：

1.类中定义的__x只能在内部使用，如self.__x，引用的就是变形的结果。

2.这种变形其实正是针对外部的变形，在外部是无法通过__x这个名字访问到的。

3.在子类定义的__x不会覆盖在父类定义的__x，因为子类中变形成了：_子类名__x,而父类中变形成了：_父类名__x，即双下滑线开头的属性在继承给子类时，子类是无法覆盖的。

这种变形需要注意的问题是：

1.这种机制也并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性，知道了类名和属性名就可以拼出名字：_类名__属性，然后就可以访问了，如a._A__N

2.变形的过程只在类的内部生效,在定义后的赋值操作，不会变形

3.在继承中，父类如果不想让子类覆盖自己的方法，可以将方法定义为私有的

#正常情况 >>> class A: ...     def fa(self): ...         print('from A') ...     def test(self): ...         self.fa() ...  >>> class B(A): ...     def fa(self): ...         print('from B') ...  >>> b=B() >>> b.test() from B   #把fa定义成私有的，即__fa >>> class A: ...     def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa ...         print('from A') ...     def test(self): ...         self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa ...  >>> class B(A): ...     def __fa(self): ...         print('from B') ...  >>> b=B() >>> b.test() from A

2、封装与扩展性

封装在于明确区分内外，使得类实现者可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码；而外部使用用者只知道一个接口(函数)，只要接口（函数）名、参数不变，使用者的代码永远无需改变。这就提供一个良好的合作基础——或者说，只要接口这个基础约定不变，则代码改变不足为虑。

#类的设计者 class Room:     def __init__(self,name,owner,width,length,high):         self.name=name         self.owner=owner         self.__width=width         self.__length=length         self.__high=high     def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏了内部的实现细节，此时我们想求的是面积         return self.__width * self.__length #使用者 >>> r1=Room('卧室','egon',20,20,20) >>> r1.tell_area() #使用者调用接口tell_area #类的设计者，轻松的扩展了功能，而类的使用者完全不需要改变自己的代码 class Room:     def __init__(self,name,owner,width,length,high):         self.name=name         self.owner=owner         self.__width=width         self.__length=length         self.__high=high     def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏内部实现，此时我们想求的是体积,内部逻辑变了,只需求修该下列一行就可以很简答的实现,而且外部调用感知不到,仍然使用该方法，但是功能已经变了         return self.__width * self.__length * self.__high #对于仍然在使用tell_area接口的人来说，根本无需改动自己的代码，就可以用上新功能 >>> r1.tell_area()

3、property属性

什么是特性property

property是一种特殊的属性，访问它时会执行一段功能（函数）然后返回值

例一：BMI指数（bmi是计算而来的，但很明显它听起来像是一个属性而非方法，如果我们将其做成一个属性，更便于理解） 成人的BMI数值： 过轻：低于18.5 正常：18.5-23.9 过重：24-27 肥胖：28-32 非常肥胖, 高于32 　　体质指数（BMI）=体重（kg）÷身高^2（m） 　　EX：70kg÷（1.75×1.75）=22.86

class People:     def __init__(self,name,weight,height):         self.name=name         self.weight=weight         self.height=height     @property     def bmi(self):         return self.weight / (self.height**2) p1=People('egon',75,1.85) print(p1.bmi)

import math class Circle:     def __init__(self,radius): #圆的半径radius         self.radius=radius     @property     def area(self):         return math.pi * self.radius**2 #计算面积     @property     def perimeter(self):         return 2*math.pi*self.radius #计算周长 c=Circle(10) print(c.radius) print(c.area) #可以向访问数据属性一样去访问area,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值 print(c.perimeter) #同上 ''' 输出结果: 314.1592653589793 62.83185307179586 '''

#注意：此时的特性area和perimeter不能被赋值 c.area=3 #为特性area赋值 ''' 抛出异常: AttributeError: can't set attribute '''

为什么要用property

将一个类的函数定义成特性以后，对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的，这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则

除此之外，看下

ps：面向对象的封装有三种方式: 【public】 这种其实就是不封装,是对外公开的 【protected】 这种封装方式对外不公开,但对朋友(friend)或者子类(形象的说法是“儿子”,但我不知道为什么大家 不说“女儿”,就像“parent”本来是“父母”的意思,但中文都是叫“父类”)公开 【private】 这种封装对谁都不公开

python并没有在语法上把它们三个内建到自己的class机制中，在C++里一般会将所有的所有的数据都设置为私有的，然后提供set和get方法（接口）去设置和获取，在python中通过property方法可以实现

class Foo:     def __init__(self,val):         self.__NAME=val #将所有的数据属性都隐藏起来     @property     def name(self):         return self.__NAME #obj.name访问的是self.__NAME(这也是真实值的存放位置)     @name.setter     def name(self,value):         if not isinstance(value,str):  #在设定值之前进行类型检查             raise TypeError('%s must be str' %value)         self.__NAME=value #通过类型检查后,将值value存放到真实的位置self.__NAME     @name.deleter     def name(self):         raise TypeError('Can not delete') f=Foo('egon') print(f.name) # f.name=10 #抛出异常'TypeError: 10 must be str' del f.name #抛出异常'TypeError: Can not delete'

一个静态属性property本质就是实现了get，set，delete三种方法

class Foo:     @property     def AAA(self):         print('get的时候运行我啊')     @AAA.setter     def AAA(self,value):         print('set的时候运行我啊')     @AAA.deleter     def AAA(self):         print('delete的时候运行我啊') #只有在属性AAA定义property后才能定义AAA.setter,AAA.deleter f1=Foo() f1.AAA f1.AAA='aaa' del f1.AAA

class Foo:     def get_AAA(self):         print('get的时候运行我啊')     def set_AAA(self,value):         print('set的时候运行我啊')     def delete_AAA(self):         print('delete的时候运行我啊')     AAA=property(get_AAA,set_AAA,delete_AAA) #内置property三个参数与get,set,delete一一对应 f1=Foo() f1.AAA f1.AAA='aaa' del f1.AAA

怎么用？

class Goods:     def __init__(self):         # 原价         self.original_price = 100         # 折扣         self.discount = 0.8     @property     def price(self):         # 实际价格 = 原价 * 折扣         new_price = self.original_price * self.discount         return new_price     @price.setter     def price(self, value):         self.original_price = value     @price.deleter     def price(self):         del self.original_price obj = Goods() obj.price         # 获取商品价格 obj.price = 200   # 修改商品原价 print(obj.price) del obj.price     # 删除商品原价

4、classmethod

class Classmethod_Demo():     role = 'dog'     @classmethod     def func(cls):         print(cls.role) Classmethod_Demo.func()

5、staticmethod

class Staticmethod_Demo():     role = 'dog'     @staticmethod     def func():         print("当普通方法用") Staticmethod_Demo.func()

练习1：

class Foo:     def func(self):         print('in father') class Son(Foo):     def func(self):         print('in son') s = Son() s.func() # 请说出上面一段代码的输出并解释原因？

练习2：

class A:     __role = 'CHINA'     @classmethod     def show_role(cls):         print(cls.__role)     @staticmethod     def get_role():         return A.__role     @property     def role(self):         return self.__role a = A() print(a.role) print(a.get_role()) a.show_role() # __role在类中有哪些身份？ # 以上代码分别输出哪些内容？ # 这三个装饰器分别起了什么作用？有哪些区别？

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