面向对象之封装

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了面向对象之封装相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一 引入

? 面向对象编程有三大特性:封装、继承、多态,其中最重要的一个特性就是封装。封装指的就是把数据与功能都整合到一起,听起来是不是很熟悉,没错,我们之前所说的”整合“二字其实就是封装的通俗说法。除此之外,针对封装到对象或者类中的属性,我们还可以严格控制对它们的访问,分两步实现:隐藏与开放接口

二 隐藏属性

Python的Class机制采用双下划线开头的方式将属性隐藏起来(设置成私有的),但其实这仅仅只是一种变形操作,类中所有双下滑线开头的属性都会在类定义阶段、检测语法时自动变成“_类名__属性名”的形式:

class Foo:
    __N=0 # 变形为_Foo__N

    def __init__(self): # 定义函数时,会检测函数语法,所以__开头的属性也会变形
        self.__x=10 # 变形为self._Foo__x

    def __f1(self): # 变形为_Foo__f1
        print(__f1 run)

    def f2(self):  # 定义函数时,会检测函数语法,所以__开头的属性也会变形
        self.__f1() #变形为self._Foo__f1()

print(Foo.__N) # 报错AttributeError:类Foo没有属性__N

obj = Foo()
print(obbj.__x) # 报错AttributeError:对象obj没有属性__x

这种变形需要注意的问题是:

1、在类外部无法直接访问双下滑线开头的属性,但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Foo._A__N,所以说这种操作并没有严格意义上地限制外部访问,仅仅只是一种语法意义上的变形。

>>> Foo.__dict__
mappingproxy({..., _Foo__N: 0, ...})

>>> obj.__dict__
{_Foo__x: 10}

>>> Foo._Foo__N
0
>>> obj._Foo__x
10
>>> obj._Foo__N
0

2、在类内部是可以直接访问双下滑线开头的属性的,比如self.__f1(),因为在类定义阶段类内部双下滑线开头的属性统一发生了变形。

>>> obj.f2()
__f1 run

3、变形操作只在类定义阶段发生一次,在类定义之后的赋值操作,不会变形。

>>> Foo.__M=100
>>> Foo.__dict__
mappingproxy({..., __M: 100,...})
>>> Foo.__M
100

>>> obj.__y=20
>>> obj.__dict__
{__y: 20, _Foo__x: 10}
>>> obj.__y
20

三 开放接口

定义属性就是为了使用,所以隐藏并不是目的

3.1 隐藏数据属性

将数据隐藏起来就限制了类外部对数据的直接操作,然后类内应该提供相应的接口来允许类外部间接地操作数据,接口之上可以附加额外的逻辑来对数据的操作进行严格地控制

>>> class Teacher:
...     def __init__(self,name,age): #将名字和年纪都隐藏起来
...         self.__name=name
...         self.__age=age
...     def tell_info(self): #对外提供访问老师信息的接口
...         print(姓名:%s,年龄:%s %(self.__name,self.__age))
...     def set_info(self,name,age): #对外提供设置老师信息的接口,并附加类型检查的逻辑
...         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(lili,18)
>>> t.set_info(‘LiLi,19) # 年龄不为整型,抛出异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 11, in set_info
TypeError: 年龄必须是整型
>>> t.set_info(LiLi,19) # 名字为字符串类型,年龄为整形,可以正常设置
>>> t.tell_info() # 查看老师的信息
姓名:LiLi,年龄:19

3.2 隐藏函数属性

目的的是为了隔离复杂度,例如ATM程序的取款功能,该功能有很多其他功能组成,比如插卡、身份认证、输入金额、打印小票、取钱等,而对使用者来说,只需要开发取款这个功能接口即可,其余功能我们都可以隐藏起来

>>> class ATM:
...     def __card(self): #插卡
...         print(插卡)
...     def __auth(self): #身份认证
...         print(用户认证)
...     def __input(self): #输入金额
...         print(输入取款金额)
...     def __print_bill(self): #打印小票
...         print(打印账单)
...     def __take_money(self): #取钱
...         print(取款)
...     def withdraw(self): #取款功能
...         self.__card()
...         self.__auth()
...         self.__input()
...         self.__print_bill()
...         self.__take_money()
...
>>> obj=ATM()
>>> obj.withdraw()

总结隐藏属性与开放接口,本质就是为了明确地区分内外,类内部可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码;而类外部只需拿到一个接口,只要接口名、参数不变,则无论设计者如何改变内部实现代码,使用者均无需改变代码。这就提供一个良好的合作基础,只要接口这个基础约定不变,则代码的修改不足为虑。

以上是关于面向对象之封装的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Python面向对象之:三大特性:继承,封装,多态。

19.Python面向对象之:三大特性:继承,封装,多态。

面向对象之:三大特性:继承(已讲),封装,多态

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