第五章 面向对象之封装

(摘录自 egon老师博客)

封装并不等于隐藏

先看一下如何隐藏

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)

其实这仅仅是一种变形的操作仅仅只在类定义阶段发生变形

类中所有双下划线开头的名称如__x都会在类定义是自动变形成:_类名_x的形式:

class A:

   __N=0 类的数据属性就是共享的,但是语法上就可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形成_A__N

   def __init__(self):

      self.__x=10 变形成_A__X

   def __foo(self): 变形成_A__foo

      print('from A')

   def bar(self):

      self.__foo() 只是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,这种在外部是无法通过__x这个名字访问到

这种机制也是并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性,知道类名和属性就可以拼出名字_类__属性,然后就可以访问,如a._A__N,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,主要用来限制外部的直接访问

变形的过程只在类的定义时发生一次,在定义后的复制操作,不会变形

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():

   def fa(slef):

      print('from B')

b=B()

b.test()

from B

把fa定义成私有的,即__fa

class A:

   def __fa(self): 定义时就变形成_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

封装不是单纯意义的隐藏

封装的真谛在于明确地区分内外,封装的属性可以直接在内部使用,而不能被外部直接使用,然而定义属性的目的终归是要使用,外部要想用类隐藏的属性,需要我们为其开辟接口,让外部能够简介地用到我们隐藏起来的属性,那么做的意义何在?

1封装数据 将数据隐藏起来这不是目的。隐藏起来然后对外部提供操作该数据的接口,然后我们可以在接口附加该操作的限制,以此完成对属性操作的严格控制

class Teacher:

   def __init__(self,name,age):

      self.set_info(name,age)

   def tell_info(self):

       print('姓名:%s,年龄:%s‘ %(self.__name,self.__age))

   def set_info(self,name,age):

      if not isinstance(name,str):

         raise TypeError('姓名必须是字符串类型’)

      if not isinstance(age,int):

         raise TypeError(‘年龄必须是整型’)

      self.__name=name

      self.__age=age

t=Teacher('egon',18)

t.tell_info()

t.set_info('egon',19)

t.tell_info()

封装方法 目的是隔离复杂度

在编程语言里,对外提供接口(接口可以理解为一个入口),可以时函数,称为接口函数,这与接口的概念还不一样,接口代表一组接口函数的集合体

取款时功能,而这个功能有多个功能组合:插卡 密码认证 输入金额 打印账单 取钱

对于使用者来说,只需要知道取款这个功能即可,其余功能我们都可以隐藏起来,很明显这么做隔离了复杂度,同时也提升了安全性

class ATM:

   def __card(self):

      print('插卡‘)

   def __auth(self):

      print('用户认证’)

   def __input(self):

      print('输入取款金额‘)

   def __print_bill(self):

      print('打印账单’)

   def __take_money(self):

      print('取款‘)

def withdraw(self):

   self.__card()

   self.__auth()

  self.__input()

   self.__print_bill()

   self.__take_money()

a=ATM()

a.withdraw()

特性(property)

什么是特性property

property是一种特殊属性,访问它时会执行一段功能(函数)然后返回值

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) 可以象访问数据属性一样去访问bmi,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值

此时bmi不能被赋值 p1.bmi=3 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name时执行了一个函数后计算出来的,这种特性的使用方式遵循了 统一访问的原则

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 将所有的属性隐藏起来

   @property

   def name(self):

      return self.__NAME   # obj.name 访问的时self.__NAME(这也是真是值的存放位置)

   @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 TyperError('can not delete')

f=Foo('egon')

print(f.name)

f.name=10 抛出异常 常'TypeError: 10 must be str'

del f.name #抛出异常'TypeError: Can not delete'

另一中古老的方法

class Foo:
    def __init__(self,val):
        self.__NAME=val #将所有的数据属性都隐藏起来

    def getname(self):
        return self.__NAME #obj.name访问的是self.__NAME(这也是真实值的存放位置)

    def setname(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

    def delname(self):
        raise TypeError('Can not delete')

    name=property(getname,setname,delname)   #不如装饰器的方式清晰

封装与扩展

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

400

类设计者,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,内部罗hi变了,只需求修改下一行就可以很简单的实现,而且外部调用感知不到,仍然使用该方法,但功能已经改变了

      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()

  

     

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