(董付国)Python 学习笔记---Python面向对象程序设计(2)
6.1.4 私有成员与公有成员
- Python并没有对私有成员提供严格的访问保护机制。
√ 在定义类的成员时，如果成员名以两个下划线“__”或更多下划线开头而不以两个或更多下划线结束则表示是私有成员。
√ 私有成员在类的外部不能直接访问，需要通过调用对象的公开成员方法来访问，也可以通过Python支持的特殊方式来访问。 - 公开成员既可以在类的内部进行访问，也可以在外部程序中使用。
>>> class A:
... def __init__(self,value1 = 0,value2 = 0):
... self._value1 = value1
... self.__value2 = value2
... def setValue(self,value1,value2):
... self._value1 = value1
... self.__value2 = value2
... def show(self):
... print(self._value1)
... print(self.__value2)
...
>>> a = A()
>>> a._value1
0
>>> a._A__value2 #在外部访问私有数据成员的特殊方法
0
- 在IDLE环境中，在对象或类名后面加上一个圆点“.”，稍等一秒钟则会自动列出其所有公开成员，模块也具有同样的方法。
- 如果在圆点“.”后面再加一个下划线，则会列出该对象、类或模块的所有成员，包括私有成员。也可以通过dir()来访问所有的方法。
- 在Python中，以下划线开头的变量名和方法名有特殊的含义。尤其是在类的定义中。用下划线作为变量名和方法名前缀和后缀来表示类的特殊成员：
√ _ xxx:受保护成员，不能用‘from module import *’导入；
√ __xxx __:系统定义的特殊成员；
√ __xxx:私有成员，只有类对象自己能访问，子类对象不能直接访问到这个成员，但在对象外部可以通过“对象名._类名 __xxx”这样的特殊方式来访问。
※ 注意：Python中不存在严格意义上的私有成员。
- 在程序中，可以使用一个下划线来表示不关心该变量的值。
>>> for _ in range(5):
... print(3,end = ' ')
...
3 3 3 3 3 >>>
>>> a, _ =divmod(60,18) #只关心整商(赋给a)，不关心余数(赋给 _ )
>>> a
3
- 下面的代码演示了特殊成员定义和访问的方法：
>>> class Fruit:
... def __init__(self):
... self.__color = 'Red'
... self.price = 1
...
>>> apple = Fruit()
>>> apple.price #显示对象公开数据成员的值
1
>>> apple.price = 2 #修改对象公开数据成员的值
>>> apple.price
2
>>> print(apple.price,apple._Fruit__color) #显示对象私有数据成员的值
2 Red
>>> apple._Fruit__color = "Blue" #修改对象私有数据成员的值
>>> print(apple.price,apple._Fruit__color)
2 Blue
>>> print(apple.__color) #不能直接访问对象的私有数据成员，出错
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Fruit' object has no attribute '__color'
6.2 方法
- 在类中定义的方法可以粗略分为四大类：公有方法，私有方法，静态方法和类方法。（抽象方法）
√ 公有方法、私有方法都属于对象，私有方法的名字以两个下划线“__”开始，每个对象都有自己的公有方法和私有方法，在这两类方法中可以访问属于类和对象的成员；
√ 公有方法通过对象名直接调用，私有方法不能通过对象名直接调用，只能在属于对象的方法中通过self调用或在外部通过Python支持的特殊方式来调用。
√ 如果通过类名来调用属于对象的公有方法，需要显示为该方法的self参数传递一个对象名，用来明确指定访问哪个对象的数据成员。
√ 静态方法和类方法都可以通过类名和对象名调用，但不能直接访问属于对象的成员，只能访问属于类的成员。
√ 静态方法和类方法都可以通过类名和对象名调用，但不能直接访问属于对象的成员。
√ 静态方法可以没有参数。
√ 一般将cls作为类方法的第一个参数名称，但也可以使用其他名字作为参数，并且在调用类方法时不需要为该参数传递数值。
>>> class Root:
... __total = 0
... def __init__(self,v): #构造方法
... self.__value = v
... Root.__total +=1
... def show(self): #普通实例方法
... print('self.__value:',self.__value)
... print('self.__total:',self.__total)
... @classmethod #修饰器，声明类方法
... def classShowTotal(cls): #类方法
... print(cls.__total)
... @staticmethod #修饰器，声明静态方法
... def staticShowTotal(): #静态方法
... print(Root.__total)
...
>>> r = Root(3)
>>> r.classShowTotal() #通过对象来调用类方法
1
>>> r.staticShowTotal() #通过对象来调用静态方法
1
>>> r.show()
self.__value: 3
self.__total: 1
>>> rr = Root(5)
>>> Root.classShowTotal() #通过类名调用类方法
2
>>> Root.staticShowTotal() #通过类名调用静态方法
2
>>> Root.show() #试图通过类名直接调用实例方法，失败
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: show() missing 1 required positional argument: 'self'
>>> Root.show(r) #但是可以通过这种方法来调用方法并访问实例成员
self.__value: 3
self.__total: 2
>>> Root.show(rr) #通过类名调用实例方法时为self参数显式传递对象 名
self.__value: 5
self.__total: 2
6.3.2 Python 3.x中的属性
- 在Python 3.x中，属性得到了较完整的实现，支持更加全面的保护机制。属性包括读，写和删除。
※只读属性
>>> class Test:
... def __init__(self,value):
... self.__value = value
... @property
... def value(self): #只读，无法修改和删除
... return self.__value
...
>>> t = Test(3)
>>> t.value
3
>>> t.value = 5 #只读属性不允许修改值
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: can't set attribute
>>> t.v = 5 #动态增加新成员
>>> t.v
5
>>> del t.v #动态删除成员
>>> del t.value #试图删除对象属性，失败
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: can't delete attribute
>>> t.value
3
※可读、可写属性
>>> class Test:
... def __init__(self,value):
... self.__value = value
... def __get(self):
... return self.__value
... def __set(self,v):
... self.__value = v
... value = property(__get,__set)
... def show(self):
... print(self.__value)
...
>>> t = Test(5)
>>> t.value #允许读取属性值
5
>>> t.value = 5 #允许修改属性值
>>> t.show() #属性对应的私有变量也得到了相应的修改
5
>>> del t.value #试图删除属性，失败
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: can't delete attribute
>>> class Test:
... def __init__(self,value):
... self.__value = value
... def __get(self):
... return self.__value
... def __set(self,v):
... self.__value = v
... def __del(self):
... del self.__value
... value = property(__get,__set,__del)
... def show(self):
... print(self.__value)
...
>>> t = Test(3)
>>> t.show()
3
>>> t.value
3
>>> t.value = 5
>>> t.show()
5
>>> t.value
5
>>> del t.value
>>> t.show()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 12, in show
AttributeError: 'Test' object has no attribute '_Test__value'
>>> t.value = 1
>>> t.show()
1
6.4.1 常用的特殊方法
- Python类有大量的特殊方法，其中比较常见的是构造函数和析构函数，除此之外，Python还支持大量的特殊方法，运算符重载就是通过重写特殊方法实现的。
√ Python中类的构造函数是__init__()，一般用来为数据成员设置初始值或进行其他必要的初始化工作，在创建对象时被自动调用和执行。
√ Python中类的析构函数是__del__()，一般用来释放对象占用的资源，在Python删除对象和收回对象空间时被自动调用和执行。如果用户没有编写析构函数，Python将提供一个默认的析构函数进行必要的清理工作。
>>> x = [3]
>>> x += [4]
>>> x
[3, 4]
>>> x += [2]
>>> x
[3, 4, 2]
>>> dir(x)
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']
>>> dir({})
['__class__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'clear', 'copy', 'fromkeys', 'get', 'items', 'keys', 'pop', 'popitem', 'setdefault', 'update', 'values']
>>> dir(set)
['__and__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__iand__', '__init__', '__init_subclass__', '__ior__', '__isub__', '__iter__', '__ixor__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__or__', '__rand__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__ror__', '__rsub__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__xor__', 'add', 'clear', 'copy', 'difference', 'difference_update', 'discard', 'intersection', 'intersection_update', 'isdisjoint', 'issubset', 'issuperset', 'pop', 'remove', 'symmetric_difference', 'symmetric_difference_update', 'union', 'update']
>>> dir(3)
['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__', '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__', 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag', 'numerator', 'real', 'to_bytes']
