Python3 与 C# 面向对象之～封装
在线编程：https://mybinder.org/v2/gh/lotapp/BaseCode/master
在线预览：http://github.lesschina.com/python/base/oop/1.封装.html
这次尽量用故事模式来讲知识，上次刚说美化，这次算是第一篇了。步入正题：
1.定义一个类¶
类的组成：类名、属性（没有字段）、方法
1.1创建一个类¶
# 类名首字母大写
class Student(object):
"""创建一个学生类"""
# 没有属性定义，直接使用即可
# 定义一个方法，方法里面必须有self（相当于C#的this）
def show(self):
print("name:%s age:%d"%(self.name,self.age))
# 实例化一个张三
zhangsan=Student()
# 给name，age属性赋值
zhangsan.name="张三"
zhangsan.age=22
# 调用show方法
zhangsan.show()
# 打印一下类和类的实例
print(Student)
print(zhangsan) #张三实例的内存地址：0x7fb6e8502d30
和静态语言不同，Python允许对实例变量绑定任何数据 ==> 对于两个实例变量，虽然它们都是同一个类的不同实例，但拥有的变量名称可能都不同
说的比较抽象，举个例子就明了了：
xiaoming=Student("小明",22)
xiaoming.mmd="mmd"
print(xiaoming.mmd)
# 小明和小潘都是Student类，但是小明有的mmd属性，小潘却没有
xiaopan=Student("小潘",22)
print(xiaopan.mmd)
1.2使用__init__初始化赋值¶
创建对象后，python解释器默认调用__init__方法，对必要字段进行初始化赋值
需要注意的是：__init__并不是C#中的构造函数，__new__ （后面会说） + __init__ 等价于构造函数
第一个参数和类的其他方法一样，都是self（相当于C#里面的this，表示创建的实例本身）调用的时候直接忽略它
class Student(object):
# 初始化赋值
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.age=age
def show(self):
print("name:%s age:%d"%(self.name,self.age))
# 有了__init__方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数了
lisi=Student()
# 创建一个正确的实例
xiaowang=Student("小王",22)
xiaowang.show()
1.3使用魔法方法__str__¶
在print(类名)的时候自定义输出
这个有点像C#类里面重写ToString，eg:
public override string ToString()
{
return "Name:" + this.Name + " Age:" + this.Age;
}
# Python的__str__()方法
class Student(object):
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
# self别忘记写了，return也别忘了
def __str__(self):
return "姓名：%s，年龄：%s" % (self.name, self.age)
lisi = Student("李四", 22)
print(lisi) #现在打印就是你DIV的输出了
1.4 私有属性、方法¶
C#、Java里面都是有访问修饰符的，Python呢？
Python规定，如果以双下划线__开头的属性或者方法就是私有的
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
在说私有属性前，我们来个案例说说属性不私有的弊端，eg:
小明同学学了点C#，然后学习了上面的知识，心想 ～ Python这么搞安全性呢？不行，我得构造构造，于是有了下面的代码：
class Student(object):
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def get_name(self):
return self.name
def set_name(self, name):
self.name = name
def get_age(self):
return self.age
def set_age(self, age):
if age > 0:
self.age = age
else:
print("age must > 0")
def show(self):
print("name:%s,age:%d" % (self.name, self.age))
小明心想，想要修改age属性，你通过set_age我就可以判断了哇，还是本宝宝聪明
这时候小潘过来了，淡淡的一笑，看我怎么破了你 ～ 看代码：
zhangsan = Student("张三", -20)
zhangsan.show() # name:张三,age:-20
zhangsan.age = -1 # set_age方法形同虚设，我完全可以直接访问字段了
zhangsan.show() # name:张三,age:-1
小潘傲气的说道～大叔，给你脸呢。我就是不去访问你设定的方法怎么滴呢？
小明急的啊，赶紧去找伟哥求经。不一会，傲气的贴出自己的New Code，心想着我私有属性都用上了还怕个毛毛：
class Student(object):
def __init__(self, name, age):
self.__name = name
# 一般需要用到的属性都直接放在__init__里面了
# self.__age = age
self.set_age(age)
def get_name(self):
return self.__name
def set_name(self, name):
self.__name = name
def get_age(self):
return self.__age
def set_age(self, age):
if age > 0:
self.__age = age
else:
print("age must > 0")
def show(self):
print("name:%s,age:%s" % (self.__name, self.__age))
小潘冷笑道～呵呵，然后使用了上次的绝招：
zhangsan = Student("张三", -20)
zhangsan.__age = -1 # 同样的代码，只是属性前面加了下划线
zhangsan.show()
这次小潘同志傻眼了，完全不能访问了啊？不行，怎么能被小明大叔笑话呢？
于是上网翻资料，国内不行就国外，外文不好就翻译，终于找到一个新破解方式：
双下划线开头的实例变量不能直接访问,是因为Python解释器对外把__age变量改成了_Studentage，所以，仍然可以通过**_Studentage**来访问：
# 搞事情
zhangsan._Student__age = -1
zhangsan.show()
建议你不要这么干，不同版本的Python解释器可能会把__age改成不同的变量名
有些时候，你会看到以一个下划线开头的实例变量名，比如_age这样的实例变量,外部是可以访问的。
但是，请把它视为私有变量，不要随意访问（Python很多东西全凭自觉~捂脸@_@）
小潘终于长叹一口气，然后还不忘取笑小明同学～你这属性搞的，真麻烦，总是通过方法调用，太累了 <_> 鄙视!
这可把小明急的啊，学习的积极性都没有了，吃了碗牛肉面就去伟哥那边好好取经了～
# 私有方法一笔带过
class Student(object):
"""私有方法"""
def __go_home(self):
pass
zhangsan = Student()
zhangsan.__go_home() # 访问不到
1.5 装饰器，让方法像属性那样便利¶
Python内置的@property装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的，来个例子
class Student(object):
def __init__(self, name, age):
# 一般需要用到的属性都直接放在__init__里面了
self.name = name
self.age = age
@property
def name(self):
return self.__name
@name.setter
def name(self, name):
self.__name = name
@property
def age(self):
return self.__age
@age.setter
def age(self, age):
if age > 0:
self.__age = age
else:
print("age must > 0")
def show(self):
print("name:%s,age:%s" % (self.name, self.age))
xiaoming = Student("小明", 22)
xiaoming.name = "小潘"
xiaoming.age = -2
xiaoming.show()
把一个getter方法变成属性，只需要加上@property就可以了
@方法名.setter，负责把一个setter方法变成属性赋值
当然了，如果只想读 ==> 就只打上@property标签
小明同学高兴坏了，赶紧大吃了一顿～
1.6 __del__ and __new__¶
创建对象后，python解释器默认调用__init__() 方法
当删除一个对象时，python解释器也会默认调用__del__() 方法（有点析构函数的味道）
当有1个变量保存了对象的引用时，此对象的引用计数就会加1
当使用del删除变量指向的对象时，如果对象的引用计数不为1，那么每次删除计数减1，当计数为1的时候再调del就真把对象删了
这个可以结合我之前说过的链接来理解：于链接文件的探讨
看着老师夸夸其谈，小明愣了楞，摸摸肚子想到，真BB，我先搞个例子练练：
# 定义一个临时类
class Temp(object):
def __del__(self):
print("你被干掉了")
验证方面用编辑器比较合适，交互模式下可能不是真正的结果
# 对象被s1和s2引用
s1 = Temp()
s2 = s1
del s1 # 只删除s1，新创建的对象并没有被删除
print("-" * 10)
输出：（最后的被干掉是程序退出了）
# ----------
# 你被干掉了如果用链接来解释就是这样的： 
这次两个都删掉：
t1 = Temp()
t2 = t1
del t1
del t2
print("-" * 10)
输出：
# 你被干掉了
# ----------都删了，自然就真删掉了
这样搞比较麻烦，我们引入一下获取引用个数:getrefcount（object也会占1个引用计数）来个案例：
# 程序退出的时候，在他运行期间所有占用资源归还操作系统
# 引用计数
import sys
t1 = Temp()
print(sys.getrefcount(t1)) #（结果比实际引用大1）【object也会占1个引用计数】
t2 = t1
print(sys.getrefcount(t1))
print(sys.getrefcount(t2))
del t1
print(sys.getrefcount(t2))
# sys.getrefcount(t1)#被删掉自然没有了
del t2
print("-" * 10)
运行结果：
2
3
3
2
你被干掉了
----------我再贴一种情况，你可以思考下为啥：
t1 = Temp()
t2 = Temp()
del t1
del t2
print("-" * 10)
输出：
# 你被干掉了
# 你被干掉了
# ----------小潘扭过头瞅了一眼说道：“大叔，你__new__忘记写案例了”
小明一愣神，立马反应过来说：“我这叫谋而后动～”
当你实例化一个对象的时候，就会执行new 方法里面的方法。new方法在类定义中不是必须写的，如果没定义，默认会调用object.new去创建一个对象
__new__方法中至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由Python解释器自动提供
__new__方法中必须要有返回值(返回实例化出来的实例)
小明翻阅了官方文档，淡定的打下了如下标准格式的代码：
class Dog(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
print("初始化完毕")
def __str__(self):
return "Dog的名字叫：%s" % self.name
def __new__(cls, name):
# 注意参数，是cls，然后其他参数和init保持一致即可
print("创建对象完毕")
# 别忘记写返回值哦
return object.__new__(cls)
def main():
happy = Dog("Happy")
print(happy)
if __name__ == '__main__':
main()
关于__name__在模块调用的时候会详细说，你可以先这样理解：如果直接运行py文件就执行，别人调用那么你的main就不执行了
标准写法:
# 1.导入的模块
# 2.class的定义
# 3.其他方法定义
def main():
pass
if __name__ == '__main__':
main()
其他内容后面会继续说，封装部分再说说静态方法和类方法之类的就结束了（和C#还是有很大区别的）
1.7 类属性、实例属性¶
小明问老师：“老师老师，怎么没有静态类，静态属性之类的东西呢？”
老师笑而不语道：“小家伙原来不仅仅是体重增加啊，这求知欲也是大大的增加呢 ～ 且听我慢慢道来”
类在程序里面也是对象（你姑且可以认为所有的类都类似于C#里面的静态类），而通过类实例化的对象，叫实例化对象
实例属性 --> 实例对象相互之间不共享 一般我们都是在__init__中定义
类属性（类似于C#里面的静态字段） --> 属于类对象，多个实例对象之间共享
注意一下：相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性（尽量别同名）
类属性除了可以通过 类名.类属性 访问外，还可以直接 实例对象.类属性 （C#中抽象类和静态类是不能被实例化的）
来个案例更直观点：
class Person(object):
# age为类属性
age = 1
def __init__(self, name):
# name为实例属性
self.name = name
def main():
# 类名.类属性
print(Person.age)
xiaoming = Person("小明")
# 对象.类属性
print(xiaoming.age)
if __name__ == '__main__':
main()
如果需要在类外 修改类属性，必须通过类对象去引用然后进行修改
如果通过实例对象去引用，会产生一个同名的实例属性,这种方式修改的是实例属性，不会影响到类属性
如果通过实例对象去引用该名称的属性，实例属性会强制 屏蔽掉类属性，即引用的是实例属性，除非del了该实例属性才能正常访问类属性
你可以理解为，Python这么做只是为了方便你获取，该怎么修改还得怎么做。来看个案例：
class Person(object):
# age为类属性
age = 1
def __init__(self, name):
# name为实例属性
self.name = name
def main():
# 类名.类属性
print(Person.age)
# 通过对象.类属性修改
xiaoming = Person("小明")
xiaoming.age = 100
print(xiaoming.age) # 其实，并没有修改成功，只是产生了一个同名age
print(Person.age) # 对吧，类属性并没有被修改
# 通过类名修改
Person.age = 22 # 如果需要在类外修改类属性，必须通过类对象去引用然后进行修改
print(xiaoming.age) # 刚才已经创建一个同名age，所以现在显示的是刚才的值
print(Person.age) # 通过类名.类属性 就可以看到值被修改了
# 如果你还是不信，可以创建一个新对象看看
xiaopan = Person("小潘")
print(xiaopan.age)
# xiaoming实例对象想访问怎么办？
# 除非del了该实例属性才能正常访问类属性
del xiaoming.age
print(xiaoming.age) # 这时候访问的就是 类属性 了
if __name__ == '__main__':
main()
1.8 实例方法、类方法、静态方法¶
先说说 实例方法，实例方法第一个定义的参数只能是实例本身引用self,只能通过实例调用（就是我们之前用的 def func_name(self,xxx): ）
类方法：是类对象所拥有的方法，需要用修饰器@classmethod来标识,第一个参数必须是类对象cls,可以通过类或者实例直用
静态方法：定义静态方法使用装饰器@staticmethod,没有默认的必须参数，通过类和实例直接调用
静态方法中不需要额外定义参数，因此在静态方法中引用类属性的话，必须通过 类对象来引用(访问)
小明眼花缭乱的对老师说道，老师给我看几个案例吧：
class Dog(object):
# 类属性
name = "小汪"
# 实例方法
def __init__(self, age):
# 实例属性
self.age = age
# 打印看看
print("self id:%s" % id(self))
# 类方法
@classmethod
def show_name(cls):
# 访问类属性 cls.xxx
print("我叫%s" % cls.name)
# 打印看看
print("cls id:%s" % id(cls))
# 静态方法
@staticmethod
def say_hello():
print("汪汪汪")
def main():
# 类名方式访问
Dog.show_name()
Dog.say_hello() # 类名的方式可以访问静态方法
# 实例对象方式访问
dog = Dog(2)
dog.show_name()
dog.say_hello()
if __name__ == '__main__':
main()
一般都是这样用的（供参考）：
实例方法：一般平时用的都是它
类方法：类方法用在模拟C#多个构造函数(Python里面不能有同名函数) or 你需要 对类属性、类方法操作之类的
静态方法：一般 都是独立功能，类似于函数，只不过在面向对象里面一般这么用
1.9 C#封装案例¶
C#面向对象比较优美，来个封装的案例基本上就搞定了：
using System;
namespace _1Encapsulation
{
public class Student
{
/// <summary>
/// 字段
/// </summary>
private int _age;
/// <summary>
/// 属性
/// </summary>
public int Age
{
get
{
return _age;
}
set
{
if (value > 1)
{
_age = value;
}
}
}
/// <summary>
/// 自动化属性
/// </summary>
public string Name { get; set; }
/// <summary>
/// 自动属性必须要有get访问器
/// </summary>
public string SNum { get; }
private int _gender;
public int Gender
{
set
{
_gender = value;
}
}
/// <summary>
/// 构造函数的名字必须与类名一致
/// 构造函数没有返回值也没有viod
/// 默认自动生成一个无参构造函数，当有一个有参构造函数的时候无参构造函数便不会自动创建
/// </summary>
public Student() { }
/// <summary>
/// 有参构造函数
/// </summary>
/// <param name="name"></param>
/// <param name="age"></param>
public Student(string name, int age)
{
this.Name = name;
this.Age = age;
}
/// <summary>
/// this调用当前类的某个有参构造函数
/// </summary>
/// <param name="name"></param>
/// <param name="age"></param>
/// <param name="gender"></param>
public Student(string name, int age, int gender) : this(name, age)
{
this.Gender = gender;
}
/// <summary>
/// 某个方法
/// </summary>
public void Show()
{
Console.WriteLine("Name:" + this.Name + " Age:" + this.Age + "\n");
}
public override string ToString()
{
return "Name:" + this.Name + " Age:" + this.Age;
}
}
}
调用部分：
using System;
namespace _1Encapsulation
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Student s = new Student() { Name = "mmd", Age = 13, Gender = 1 };
s.Show();
Student s1 = new Student("dmm", 20);
s1.Show();
Console.WriteLine(s);
}
}
}
