封装
1 什么是封装
所谓封装,也就是把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏。
在一个对象内部,某些代码或某些数据可以是私有的,不能被外界访问。通过这种方式,对象对内部数据提供了不同级别的保护,以防止程序中无关的部分意外的改变或错误的使用了对象的私有部分。
2 设置属性为私有
python中用双下划线开头的方式将属性设置成私有的
class Person():
def __init__(self):
self.__name = 'dandan'
self.__age = 19
p = Person()
p.__name__ # AttributeError: 'Person' object has no attribute '__name__'
p.__age__ # AttributeError: 'Person' object has no attribute '__age__'
类属性同样可以设置为私有(private)
class Person():
__school = '阳光幼儿园'
def __init__(self):
self.__name = 'dandan'
self.__age = 19
def __eat(self):
print('eat')
p = Person()
p.__school # AttributeError: 'Person' object has no attribute '__school'
p.__eat() # AttributeError: 'Person' object has no attribute '__eat'
注意下下面的错误
p = Person()
bart.__name = 'New Name' # 设置__name变量!
bart.__name # 输出'New Name'
"""
表面上看,外部代码“成功”地设置了__name变量,但实际上这个__name变量和class内部的__name变量不是一个变量!内部的__name变量已经被Python解释器自动改成了_Student__name,而外部代码给bart新增了一个__name变量。
"""
需要注意的是,在Python中,变量名类似__xxx__
的,也就是以双下划线开头,并且以双下划线结尾的,是特殊变量,特殊变量是可以直接访问的,不是private变量,所以,不能用__name__
、__score__
这样的变量名。
有些时候,你会看到以一个下划线开头的实例变量名,比如_name
,这样的实例变量外部是可以访问的,但是,按照约定俗成的规定,这样的变量同样应该被当做私有变量,不要随意访问
但是,其实双下划线开头的属性也并非无法从外部访问
class Person():
__school = '阳光幼儿园'
def __init__(self):
self.__name = 'dandan'
self.__age = 19
self._grade = 'p01'
def __eat(self):
print('eat')
p = Person()
# 以下方式都可以访问到
print(p._Person__name)
print(p._Person__age)
print(p._Person__school)
p._Person__eat()
print(Person._Person__school)
所以说,不能直接访问__name
是因为Python解释器对外把__name
变量改成了_Student__name
,所以,仍然可以通过_Student__name
来访问__name
变量,当然我们肯定不能这么干,这就失去了封装的意义
综上所述,Python本身没有任何机制阻止你胡作非为,如果你非要意义孤星,那就傻逼了
3 封装的意义
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用,外部要想用私有属性,需要我们为其开辟接口,让外部能够间接地用到私有属性
将数据设置为私有这不是目的。将数据设置为私有,然后对外提供操作该数据的接口,我们可以在接口附加上对该数据操作的限制,以此完成对数据属性操作的严格控制。
class Person():
def __init__(self):
self.__name = 'dandan'
self.__age = 19
self._grade = 'p01'
def get_age(self):
return self.__age # 私有属性可以在内部被访问
def set_age(self, age): # 这种方式设置属性的值,可以对值进行筛选
if 0 <= age <= 100:
self.__age = age
else:
raise ValueError('不合法的年龄') # 抛出异常
p = Person() # 实例化
p.set_age(40) # 修改私有属性值
print(p.get_age()) # 获取私有属性值
其实,生活中关于封装的例子比比皆是
你的身体没有一处不体现着封装的概念:你的身体把膀胱尿道等等这些尿的功能隐藏了起来,然后为你提供一个尿的接口就可以了(接口就是你的。。。,),你总不能把膀胱挂在身体外面,上厕所的时候就跟别人炫耀:hi,boy,你瞅我的膀胱,看看我是怎么尿的。
电视机本身是一个黑盒子,隐藏了所有细节,但是一定会对外提供了一堆按钮,这些按钮也正是接口的概念,所以说,封装并不是单纯意义的隐藏!!!
- 快门就是傻瓜相机为傻瓜们提供的方法,该方法将内部复杂的照相功能都隐藏起来了*
提示:在编程语言里,对外提供的接口(接口可理解为了一个入口),可以是函数,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。
#取款是功能,而这个功能有很多功能组成:插卡、密码认证、输入金额、打印账单、取钱
#对使用者来说,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()
4 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','丹丹',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()