Python面向對象中的封裝詳情
一 封裝的概念
封裝其實在我們的生活中處處都是，如電視機，電腦，手機等物品。我們通常隻能看到其外部的形狀，以及使用他們提供的功能，並不能看到其內部復雜的硬件組成，這些都是封裝好的，不能讓我們看到，避免我們的一些“特殊”操作，使其不能正常工作。編程源於生活。在python中也有對對象的封裝操作，使其對外隻提供固定的訪問模式，不能訪問其內部的私有屬性和私有方法。python中的封裝，一般指的是對類屬性，類方法的封裝，即類屬性私有化和類方法私有化，具體如下面的小結所講。
二 _ 和__ 對屬性和方法的私有化
1. 單下劃線_
當類中的屬性和方法以_ 單下劃線開頭時，即說明這是類的保護變量和保護方法，按照編碼約定，是不希望被外部訪問的。但如果你要進行訪問，也不會報錯。
如下：
class A():
#_ 聲明是保護屬性和保護方法
_name = '張三'
def __init__(self):
self._age = 23
def _method(self):
print("我叫{},今年{}歲".format(self._name, self._age))
if __name__ == '__main__':
a = A()
#打印類A的dir
print(a.__dir__())
#訪問保護變量和保護方法
print(a._name)
a._method()
輸出結果：
>>>
['_age', '__module__', '_name', '__init__', '_method', '__dict__', '__weakref__', '__doc__', '__repr__', '__hash__', '__str__', '__getattribute__', '__setattr__', '__delattr__', '__lt__', '__le__', '__eq__', '__ne__', '__gt__', '__ge__', '__new__', '__reduce_ex__', '__reduce__', '__subclasshook__', '__init_subclass__', '__format__', '__sizeof__', '__dir__', '__class__']
張三
我叫張三,今年23歲
可以看出，以_單下劃線開頭的屬性和方法其實在類外部是可以訪問的，但是根據約定，當我們看見這樣的屬性和方法時，不應該在外部對其進行訪問。
2. 雙下劃線__
上面以單下劃線開頭的屬性和方法雖然是保護的，但是在外部還是可以訪問的。而當你看到以雙下劃線__開頭的屬性和方法時，請記住它們是類的私有屬性和私有方法，在類外以及子類中以常規訪問類屬性類方法的方法是無法訪問的,也無法對其進行修改，如下
class B():
#__ 聲明是私有化的
__name = '張三'
def __init__(self):
self.__age = 23
self.__luange = 'python'
def __method(self):
#私有方法
print("我叫{},今年{}歲,我喜歡{}。".format(self.__name, self.__age, self.__luange))
def fun(self):
#公有方法
print("this is a public method")
if __name__ == '__main__':
b = B()
#打印類B的dir
print(b.__dir__())
#訪問類B的私有屬性和私有方法
b.fun()
print(b.__name, b.__age, b.__luange)
b.__method()
輸出結果：
>>>
['_B__age', '_B__luange', '__module__', '_B__name', '__init__', '_B__method', 'fun', '__dict__', '__weakref__', '__doc__', '__repr__', '__hash__', '__str__', '__getattribute__', '__setattr__', '__delattr__', '__lt__', '__le__', '__eq__', '__ne__', '__gt__', '__ge__', '__new__', '__reduce_ex__', '__reduce__', '__subclasshook__', '__init_subclass__', '__format__', '__sizeof__', '__dir__', '__class__']
this is a public method
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/admin/python-learning/python學習文件/python基礎/python類封裝.py", line 56, in <module>
print(b.__name, b.__age, b.__luange)
AttributeError: 'B' object has no attribute '__name'
從結果可以看出，訪問類B的公有方法fun()是正常輸出的，但是當我們訪問私有屬性name時就拋錯：類B沒有name屬性。上面單下劃線時，我們打印類A的dir,可以看到類A的name屬性和method方法在dir裡面是下面這樣的
上面我們也打印瞭類B的私有屬性和私有方法，如下：
可以看到私有屬性和私有方法都變成瞭_B__屬性和_B__方法的形式，所以我們在上面以__ name或者name的形式去訪問是報錯的，其實我們如果以 類名(). _ 類名__ 屬性(實例屬性)或者類名. _ 類名__ 屬性(類屬性)的形式去訪問，還是會訪問成功的。如下
class B():
#__ 聲明是私有化的
__name = '張三'
def __init__(self):
self.__age = 23
self.__luange = 'python'
def __method(self):
#私有方法
print("我叫{},今年{}歲,我喜歡{}。".format(self.__name, self.__age, self.__luange))
def fun(self):
#公有方法
print("this is a public method")
if __name__ == '__main__':
b = B()
#打印類B的dir
print(b.__dir__())
#訪問類B的私有屬性和私有方法
b.fun()
print(B._B__name, b._B__age, b._B__luange)
b._B__method()
結果如下：
>>>
['_B__age', '_B__luange', '__module__', '_B__name', '__init__', '_B__method', 'fun', '__dict__', '__weakref__', '__doc__', '__repr__', '__hash__', '__str__', '__getattribute__', '__setattr__', '__delattr__', '__lt__', '__le__', '__eq__', '__ne__', '__gt__', '__ge__', '__new__', '__reduce_ex__', '__reduce__', '__subclasshook__', '__init_subclass__', '__format__', '__sizeof__', '__dir__', '__class__']
this is a public method
張三 23 python
我叫張三,今年23歲,我喜歡python。
3. 子類中訪問父類的私有屬性和私有方法
子類無法訪問父類的私有屬性和私有方法：
class B():
#__ 聲明是私有化的
__name = '張三'
def __init__(self):
self.__age = 23
self.__luange = 'python'
def __method(self):
#私有方法
print("我叫{},今年{}歲,我喜歡{}。".format(self.__name, self.__age, self.__luange))
def fun(self):
#公有方法
print("this is a public method")
class C(B):
def __init__(self):
super().__init__()
def fun1(self):
#訪問父類B的私有屬性和私有方法
print(self.__name, self.__age, self.__luange)
self.__method()
if __name__ == '__main__':
c = C()
c.fun1()
輸出結果：
>>>
AttributeError: 'C' object has no attribute '_C__name'
AttributeError: 'C' object has no attribute '_C__method'
可以看出子類也是無法訪問父類的私有屬性和私有方法的。
當子類中的的屬性和方法與父類的私有屬性，私有方法同名時，不會覆蓋父類的私有屬性和私有方法。
class B():
#__ 聲明是私有化的
__name = '張三'
def __init__(self):
self.__age = 23
self.__luange = 'python'
def __method(self):
#私有方法
print("我叫{},今年{}歲,我喜歡{}。".format(self.__name, self.__age, self.__luange))
def fun(self):
#公有方法
print("this is a public method")
class C(B):
__name = '李四'
def __init__(self):
super().__init__()
self.__age = 24
self.__luange = 'C++'
def fun1(self):
#訪問父類B的私有屬性和私有方法
print(self.__name, self.__age, self.__luange)
self.__method()
def __method(self):
#類C的私有方法，與父類方法同名，但不重寫父類方法
print("我叫{},今年{}歲,我喜歡{}。".format(self.__name, self.__age, self.__luange))
#調用父類的私有方法
B()._B__method()
if __name__ == '__main__':
c = C()
#訪問類C的私有方法
c._C__method()
結果如下：
>>>
我叫李四,今年24歲,我喜歡C++。
我叫張三,今年23歲,我喜歡python。
可以看到，子類C並沒有重寫父類B的__method()方法。這是為什麼呢？我們打印一下B和C的dir，如下：
>>>
['_B__age', '_B__luange', '_C__age', '_C__luange', 'fun1',
'_C__method', '__doc__', '_B__name', '_B__method', '_C__name', …]
可以看到，在類C的dir中，父類B的私有屬性和私有方法是以 _B__屬性（方法）存在的，二類C自己的私有屬性和私有方法是以_C__屬性（方法）存在的，即類的私有屬性和私有方法會以_類名_屬性（方法）的形式存在dir中，所以當子類的屬性和方法與父類的私有屬性和私有方法同名時，並不會覆蓋重寫。
三 訪問及修改類的私有屬性和私有方法
類通過對屬性和方法的私有化，可以對其起到封裝保護作用。但是，當外部需要訪問和改變時怎麼辦呢？就像電視機，電腦也會對外提供固定的接口。
上面，雖然我們可以通過類名(). _ 類名__ 屬性(實例屬性)或者類名. _ 類名__ 屬性(類屬性)的形式去訪問類的私有屬性和私有方法，但是這是違反編程規范的，不支持這麼做，就像不會拆開電視機對其操作一樣。
正確對類的私有屬性和私有方法進行訪問修改的一般有兩種發方法，如下：
1. 自定義公有方法
class D():
__name = '張三'
def __init__(self):
self.__age = 23
self.__luange = 'python'
def __method(self):
print("我叫{},今年{}歲,我喜歡{}。".format(self.__name, self.__age, self.__luange))
def get_value(self):
return self.__name, self.__age, self.__luange
def get_method(self):
self.__method()
def set_value(self, name, age, luange):
self.__name, self.__age, self.__luange = name, age, luange
if __name__ == '__main__':
d = D()
#通過get_value方法訪問私有屬性
print(d.get_value())
#通過get_method方法訪問私有方法
print('=' * 30)
d.get_method()
#通過set_value方法修改私有屬性
print('='*30)
print(d.get_value())
d.set_value('王二麻子', 25, 'Linux')
print(d.get_value())
d.get_method()
輸出結果：
>>>
('張三', 23, 'python')
==============================
我叫張三,今年23歲,我喜歡python。
==============================
('張三', 23, 'python')
('王二麻子', 25, 'Linux')
我叫王二麻子,今年25歲,我喜歡Linux。
可以看到，我們通過自定義的的get_value(),get_method()以及set_value()方法就實現瞭對私有屬性和私有方法的訪問和修改。
2. property
property一般有兩個作用，如下：
- 作為裝飾器，@property 將類的方法轉為隻讀的類屬性
- property 重新實現一個屬性的 getter 和 setter 方法
來看看下面這個E類，如下：
class E():
__name = '張三'
def __init__(self):
self.__age = 23
self.__luange = 'python'
def __method(self):
print("我叫{},今年{}歲,我喜歡{}。".format(self.__name, self.__age, self.__luange))
def get_value(self):
return self.__name
def set_value(self, name):
self.__name = name
getValue = property(get_value, set_value)
@property
def get_method(self):
self.__method()
if __name__ == '__main__':
e = E()
#訪問
print(e.getValue)
e.get_method
#修改
e.getValue = '王二'
print(e.getValue)
結果：
>>>
張三
我叫張三,今年23歲,我喜歡python。
王二
可以看到，我們將get_value和set_value方法傳入property後，類方法就轉換成類屬性，並賦值給getValue變量。此時e.getValue就是隻讀，即get_value方法，e.value = ‘王二’ 就是修改，即get_value方法。同一，通過@propert，將get_method方法，變成瞭屬性。
下面property 重新實現一個屬性的 getter 和 setter 方法，不同於上面的寫法，較上面常用。
class E():
__name = '張三'
def __init__(self):
self.__age = 23
self.__luange = 'python'
def __method(self):
print("我叫{},今年{}歲,我喜歡{}。".format(self.__name, self.__age, self.__luange))
@property
def name(self):
return self.__name
@name.setter
def name(self, name):
self.__name = name
if __name__ == '__main__':
e = E()
#訪問
print(e.name)
#修改
print("修改前：", e.name)
e.name = '隔壁老王'
print("修改後：", e.name)
輸出結果：
>>>
張三
修改前： 張三
修改後： 隔壁老王
上面是首先把name方法送給propert裝飾器進行裝飾，然後調用裝飾後的setter方法，即可實現對私有屬性進行修改。
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