一、封装
1.什么是封装?
在程序设计当中,封装是对具体对象的一种抽象,也就是说将某些部分隐藏起来,程序外部访问不到,其含义是其他程序无法调用的。
要了解封装,离不开“私有化”,就是将类或者是函数中的某些属性限制在某个区域之内,外部无法调用。
2.为什么要封装?
封装数据的主要原因是:保护隐私(把不想别人知道的东西封装起来)
封装方法的主要原因:隔离复杂度(比如:洗衣机,我们看见的就是一个黑匣子,其实里面有很多电器元件,对于用户来说,我们不清楚里面都有哪些元件,电视机把那些电器元件封装在黑匣子里,提供给用户的只是几个按钮接口,通过按钮来操作洗衣机)
3.被封装的两个特点:外界不能直接访问,内部依然可以使用。
二、封装两个层面
封装分为两层,但无论哪种层面的封装,都要对外界提供好访问你内部隐藏内容的接口(这个接口我们暂时可以理解为入口,有了这个入口,使用者无需且不能够直接访问到内部隐藏的细节,只能走接口,而且可以在接口的实现上附加更多的逻辑,来控制使用者的访问)
第一层面的封装(什么都不用做):创建类和和对象会分别创建二者的名称空间,我们只能用类名或者obj.的方式去访问里面的名字,这本身就是一种封装。
第二层的封装:类中把某些属性和方法隐藏起来(或者说定义成私有的),只在类的内部使用,外部无法访问,或者留下少量接口供外部访问。
在python中私有化的方法也比较简单,即在私有化的属性(包括方法,数据)名字前面加两个下划线就行。
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,都会变形为_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只能在外部使用,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,因为子类中变成了:_子类名__x,而父类中变形成了:_父类名__x,即双下划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值我们从外部直接访问属性,知道了类名和属性名就可拼出名字:类名_属性,然后就可以访问了,如a._A__N
2.变量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
a = A() # 实例化对象a print(a.__dict__) # 打印变形的内容 a._Y = 20 # 新增Y的值,此时加__不会变形 print(a.__dict__) # 打印变形的内容 ========输出结果======== {'_A__X':10} {'_A__X':10,'__Y':20} # 发现后面的Y并没有变形
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
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() =====输出结果===== from B
我们来看下fa被定义成私有的情况:
class A: # 把fa定义成私有的,即__fa 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): # b调用的是test,跟这个没关系 print("from B") b = B() b.test() ====输出结果==== from A
三、特性(property)
1.什么是特性property
property是一种特殊的属性,在访问它时会执行一段功能(函数)然后返回值(就是装饰器)
注意:被property装饰的属性会优先于对象的属性被使用,而被propery装饰的属性,分成三种:property、被装饰的函数名.setter、被装饰的函数名.deleter(都是以装饰器的形式)。
class room: # 定义一个房间的类 def __init__(self,length,width,high): self.length = length # 房间的长 self.width = width # 房间的宽 self.high = high # 房间的高 @property def area(self): # 求房间的平方的功能 return self.length * self.width #房间的面积就是:长*宽 @property def perimeter(self): # 求房间的周长的功能 return 2 * (self.length + self.width) # 公式为:(长+宽)*2 @property def volume(self): # 求房间的体积的功能 return self.length * self.high #公式为:长*款*高 # 实例化一个对象r1 r1 = room(1, 2, 3) # 可以像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("r1,area:",r1.area) # 同上 ,就不用想调用绑定方法一样,还得加括号才能运行 print("r1.perimeter:",r1.perimeter) # 同上 就像是把运算过程封装到一个函数内部,我们不管过程,只要有结果就行 print("r1.volume:",r1.volume ) ====输出答案==== r1,area: 2 r1.perimeter: 6 r1.volume: 3
此时的area、perimeter和volume不能被赋值。
2、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names是执行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原则。
class People: # 定义一个人的类 def __init__(self,name,sex): self.name = name self.sex = sex # p1.sex = "male",遇到property,优先使用 @property # 查看sex的值 def sex(self): return self.__sex # 返回真正存值的地方 @sex.setter # 修改sex的值 def sex(self,value): if not isinstance(value, str):# 在设定值之前进行类型检查 raise TypeError("性别必须是字符串类型") # 不是str类型时,主动抛出异常 self.__sex = value # 类型正确的时候,直接修改__sex的值,这是值真正存在的地方 # 这里sex前加"__",对sex变形,隐藏。 @sex.deleter # 删除sex def sex(self): del self.__sex p1 = People("egon","male") # 实例化对象p1 print(p1.sex) # 查看p1的sex,此时要注意self.sex的优先级 p1.sex = "female"# 修改sex的值 print(p1.sex) # 查看修改后的p1的sex print(p1.__dict__)# 查看p1的名称空间,此时里面有sex del p1.sex # 删除p1的sex print(p1.__dict__) # 查看p1的名称空间,此时发现里面已经没有sex了 =====输出结果===== male female {'name': 'egon', '_People__sex': 'female'} {'name': 'egon'}
四、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,使用者的代码无需改变
class room: # 定义一个房间的类 def __init__(self,name,owner,length,width,high): self.name = name self,owner = owner self.__length = length # 房间的长 self.__width = width # 房间的宽 self.__high = high # 房间的高 @property def area(self): # 求房间的平方的功能 return self.__length * self.__width#对外提供的接口,隐藏了内部的实现细节,此时我们想求的是房间的面积就是:长 * 宽
实例化对象通过接口,调用相关属性得到想要的值:
r1 = room("客厅","michael","20","30","9") # 实例化一个对象r1 print(r1.area) # 通过接口 使用(area),使用者得到了客厅的面积 ====输出结果==== 600 #得到了客厅的面积
扩展原有的代码,使功能增加:
class room: #定义一个房间的类 def __init__(self,name,owner,length,width,high): self.name = name #房间名 self.owner = owner #房子的主人 self.__length = length #房间的长 self.__width = width #房间的宽 self.__high = high #房间的高 @property def area(self): #对外提供的接口,隐藏内部实现 return self.__length * self.__width,\ self.__length * self.__width * self.__high #此时我们增加了求体积, # 内部逻辑变了,只需增加这行代码就能简单实现,而且外部调用感知不到,仍然使 # 用该方法,但是功能已经增加了
对于类的使用者,仍然在调用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 = room("客厅","michael",20,30,9) #实例化一个对象r1 print(r1.area) #通过接口使用(area),使用者得到了客厅的面积 --------------输出结果--------------- (600, 5400) #得到了新增的功能的值
来源:https://www.cnblogs.com/panshao51km-cn/p/11252754.html