24:封装
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引入
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隐藏属性
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开放接口
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property
内容详细
1 引入
面对对象编程有三大特性:
1 封装
2 继承
3 多态
其中最重要的一个特性就是封装
封装指的是:
把数据与功能整合到一起 <---"整合"
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:
1 隐藏属性
2 开放接口
2 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),但其实这仅仅是一种变形操作,类中所有的双下划线'开头'的属性都会在定义阶段,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
3 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。
4 property
BMI指数是用来衡量一个人的体重与身高对健康影响的一个指标,计算公式为:
体质指数(BMI)=体重(kg)÷身高^2(m)
EX:70kg÷(1.75×1.75)=22.86
身高或体重是不断变化的,因而每次想查看BMI值都需要通过计算才能得到,但很明显BMI听起来更像是一个特征而非功能,为此Python专门提供了一个装饰器property,可以将类中的函数“伪装成”对象的数据属性,对象在访问该特殊属性时会触发功能的执行,然后将返回值作为本次访问的结果,例如:
>>> 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) ... >>> obj=People('lili',75,1.85) >>> obj.bmi #触发方法bmi的执行,将obj自动传给self,执行后返回值作为本次引用的结果 21.913805697589478
使用property有效地保证了属性访问的一致性。另外property还提供设置和删除属性的功能,如下
>>> class Foo: ... def __init__(self,val): ... self.__NAME=val #将属性隐藏起来 ... @property ... def name(self): ... return self.__NAME ... @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 PermissionError('Can not delete') ... >>> f=Foo('lili') >>> f.name lili >>> f.name='LiLi' #触发name.setter装饰器对应的函数name(f,’Egon') >>> f.name=123 #触发name.setter对应的的函数name(f,123),抛出异常TypeError >>> del f.name #触发name.deleter对应的函数name(f),抛出异常PermissionError
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/2342210/202105/2342210-20210530105839661-363951903.png)
愿君前程似锦,归来仍是少年