python开发面向对象基础：封装

一，封装

【封装】

隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式。

【好处】

1. 将变化隔离；

2. 便于使用；

3. 提高复用性；

4. 提高安全性；

【封装原则】

1. 将不需要对外提供的内容都隐藏起来；

2. 把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。

私有变量和私有方法

在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来（设置成私有的）

私有变量

#其实这仅仅这是一种变形操作

#类中所有双下划线开头的名称如__x都会自动变形成：_类名__x的形式：

class A:

    __N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N

    def __init__(self):

        self.__X=10 #变形为self._A__X

    def __foo(self): #变形为_A__foo

        print('from A')

    def bar(self):

        self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到.

#A._A__N是可以访问到的，即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问，仅仅只是一种语法意义上的变形

这种自动变形的特点：

1.类中定义的__x只能在内部使用，如self.__x，引用的就是变形的结果。

2.这种变形其实正是针对外部的变形，在外部是无法通过__x这个名字访问到的。

3.在子类定义的__x不会覆盖在父类定义的__x，因为子类中变形成了：_子类名__x,而父类中变形成了：_父类名__x，即双下滑线开头的属性在继承给子类时，子类是无法覆盖的。

这种变形需要注意的问题是：

1.这种机制也并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性，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a._A__N

2.变形的过程只在类的定义是发生一次,在定义后的赋值操作，不会变形

私有方法

3.在继承中，父类如果不想让子类覆盖自己的方法，可以将方法定义为私有的

#正常情况

>>> class A:

...     def fa(self):

...         print('from A')

...     def test(self):

...         self.fa()

...

>>> class B(A):

...     def fa(self):

...         print('from B')

...

>>> b=B()

>>> b.test()

from B

#把fa定义成私有的，即__fa

>>> class A:

...     def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa

...         print('from A')

...     def test(self):

...         self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa

...

>>> class B(A):

...     def __fa(self):

...         print('from B')

...

>>> b=B()

>>> b.test()

from A

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','egon',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()

property属性

什么是特性property

property是一种特殊的属性，访问它时会执行一段功能（函数）然后返回值

例一：BMI指数（bmi是计算而来的，但很明显它听起来像是一个属性而非方法，如果我们将其做成一个属性，更便于理解）

成人的BMI数值：

过轻：低于18.5

正常：18.5-23.9

过重：24-27

肥胖：28-32

非常肥胖, 高于32

　　体质指数（BMI）=体重（kg）÷身高^2（m）

　　EX：70kg÷（1.75×1.75）=22.86

例一

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)

p1=People('egon',75,1.85)

print(p1.bmi)

import math

class Circle:

    def __init__(self,radius): #圆的半径radius

        self.radius=radius

    @property

    def area(self):

        return math.pi * self.radius**2 #计算面积

    @property

    def perimeter(self):

        return 2*math.pi*self.radius #计算周长

c=Circle(10)

print(c.radius)

print(c.area) #可以向访问数据属性一样去访问area,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值

print(c.perimeter) #同上

'''

输出结果:

314.1592653589793

62.83185307179586

'''

例二：圆的周长和面积

#注意：此时的特性area和perimeter不能被赋值

c.area=3 #为特性area赋值

'''

抛出异常:

AttributeError: can't set attribute

'''

为什么要用property

将一个类的函数定义成特性以后，对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的，这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则

除此之外，看下

ps：面向对象的封装有三种方式:

【public】

这种其实就是不封装,是对外公开的

【protected】

这种封装方式对外不公开,但对朋友(friend)或者子类(形象的说法是“儿子”,但我不知道为什么大家 不说“女儿”,就像“parent”本来是“父母”的意思,但中文都是叫“父类”)公开

【private】

这种封装对谁都不公开

python并没有在语法上把它们三个内建到自己的class机制中，在C++里一般会将所有的所有的数据都设置为私有的，然后提供set和get方法（接口）去设置和获取，在python中通过property方法可以实现

class Foo:

    def __init__(self,val):

        self.__NAME=val #将所有的数据属性都隐藏起来

    @property

    def name(self):

        return self.__NAME #obj.name访问的是self.__NAME(这也是真实值的存放位置)

    @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 TypeError('Can not delete')

f=Foo('egon')

print(f.name)

# f.name=10 #抛出异常'TypeError: 10 must be str'

del f.name #抛出异常'TypeError: Can not delete'

一个静态属性property本质就是实现了get，set，delete三种方法

class Foo:

    @property

    def AAA(self):

        print('get的时候运行我啊')

    @AAA.setter

    def AAA(self,value):

        print('set的时候运行我啊')

    @AAA.deleter

    def AAA(self):

        print('delete的时候运行我啊')

#只有在属性AAA定义property后才能定义AAA.setter,AAA.deleter

f1=Foo()

f1.AAA

f1.AAA='aaa'

del f1.AAA

class Foo:

    def get_AAA(self):

        print('get的时候运行我啊')

    def set_AAA(self,value):

        print('set的时候运行我啊')

    def delete_AAA(self):

        print('delete的时候运行我啊')

    AAA=property(get_AAA,set_AAA,delete_AAA) #内置property三个参数与get,set,delete一一对应

f1=Foo()

f1.AAA

f1.AAA='aaa'

del f1.AAA

怎么用？

class Goods:

    def __init__(self):

        # 原价

        self.original_price = 100

        # 折扣

        self.discount = 0.8

    @property

    def price(self):

        # 实际价格 = 原价 * 折扣

        new_price = self.original_price * self.discount

        return new_price

    @price.setter

    def price(self, value):

        self.original_price = value

    @price.deleter

    def price(self):

        del self.original_price

obj = Goods()

obj.price         # 获取商品价格

obj.price = 200   # 修改商品原价

print(obj.price)

del obj.price     # 删除商品原价

classmethod

class Classmethod_Demo():

    role = 'dog'

    @classmethod

    def func(cls):

        print(cls.role)

Classmethod_Demo.func()

staticmethod

class Staticmethod_Demo():

    role = 'dog'

    @staticmethod

    def func():

        print("当普通方法用")

Staticmethod_Demo.func()

巴特西