OOP三大特性之封装
1.什么是封装
封装指的是隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口，控制程序中属性的访问权限；
python中的权限分为两种
1.公开 外界可以直接访问和修改
2.私有 外界不能直接访问和修改,在当前类中可以直接修改和访问
2.为什么需要封装
一.封装属性
对于属性而言,封装就为了限制属性的访问和修改,其目的是为了保护数据安全
例如:
学生对象拥有,姓名,性别,年龄,和身份证号,分数;其中身份证是一个相对隐私的数据,不应该让外界访问到;
分数属性,是一个非常关键的数据,决定学员能不能正常毕业,不应被随意修改;
二.封装方法
一个大的功能很多情况下是由很多个小功能组合而成的,而这些内部的小功能对于用户而言是没有意义的,所以封装方法的目的是为了隔离复杂度;
例如:
电脑的开机功能,内部需要启动BIOS,读取系统配置,启动硬盘,载入操作系统,等等一系列复杂的操作,但是用户不需要关心这些实现逻辑,只要按下开机键等待开机即可;
3.如何封装
在属性名前添加两个下划线__,将其设置为私有的
1.封装数据属性实例:网页中折叠
class Student:
def __init__(self,name,gender,age,id,score): # 初始化函数
self.name = name
self.gender = gender
self.age = age
self.__id = id # 将id设置为私有的
self.__score = score # 将score设置为私有的
def test(self):
print(self.__id)
print(self.__score)
stu = Student("Jack","man",20,"320684198901010001",780)
#1.访问私有属性测试
#print(stu.id) # 直接访问到隐私数据
#print(stu.__id) # 换种写法
#以上两行代码均输出相似的错误
#Traceback (most recent call last):
# File "/Users/jerry/PycharmProjects/备课/写课件/test.py", line 102, in <module>
# print(stu.id)
#AttributeError: 'Student' object has no attribute 'id'
#错误含义 在Student类的对象中没有一个id或__id属性
#2.修改私有属性测试
stu.score = 1 # 直接修改私有属性 由于语法特点,相当于给stu对象增加score属性
stu.__score = 2 # 直接修改私有属性 由于语法特点,相当于给stu对象增加__score属性
print(stu.score)
print(stu.__score)
#输出 1
#输出 2
#看起来已经被修改了 调用函数来查看私有属性是否修改成功
stu.test()
#输出 320684198901010001
#输出 780
# 私有的数据没有被修改过
思考:封装可以明确地区分内外，封装的属性可以直接在内部使用，而不能被外部直接使用，然而定义属性的目的终归是要用，外部要想用类隐藏的属性，需要为其提供接口，让外部能够间接地使用到隐藏起来的属性，那这么做的意义何在?
答:可以在接口附加上对该数据操作的限制，以此完成对数据属性操作的严格控制。
class Teacher:
def __init__(self,name,age):
# self.__name=name
# self.__age=age
self.set_info(name,age)
def tell_info(self):
print('姓名:%s,年龄:%s' %(self.__name,self.__age))
def set_info(self,name,age):
if not isinstance(name,str):
raise TypeError('姓名必须是字符串类型')
if not isinstance(age,int):
raise TypeError('年龄必须是整型')
self.__name=name
self.__age=age
t=Teacher('egon',18)
t.tell_info()
t.set_info('egon',19)
t.tell_info()
2.封装函数属性实例:
#取款是功能,而这个功能有很多功能组成:插卡、密码认证、输入金额、打印账单、取钱
#对使用者来说,只需要知道取款这个功能即可,其余功能我们都可以隐藏起来
#这么做即隔离了复杂度,同时也提升了安全性
class ATM:
def __card(self):
print('插卡')
def __auth(self):
print('用户认证')
def __input(self):
print('输入取款金额')
def __bill(self):
print('打印账单')
def __take_money(self):
print('取款')
def withdraw(self):
self.__card()
self.__auth()
self.__input()
self.__print_bill()
self.__take_money()
a=ATM()
a.withdraw()
4.python封装实现原理
#其实这仅仅这是一种变形操作且仅仅只在类定义阶段发生变形
#类中所有双下划线开头的名称如__x都会在类定义时自动变形成：_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，
#这种，在外部是无法通过__x这个名字访问到。
a = A()
print(a.__dict__)
#输出 {'_A__X': 10}
#定义运行阶段的赋值操作
a.__Y = 1
print(a.__dict__)
#输出 {'_A__X': 10, '__Y': 1} __y并没有发生变形
"""
变形原理总结:
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，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，主要用来限制外部的直接访问。
2.变形的过程只在类的定义时发生一次,在定义后的赋值操作，不会变形
"""
5.隐藏的函数不会被子类覆盖
6.封装之property
property是什么
property是一个装饰器,将一个方法伪装成普通属性,其特殊之处在于,该方法会在修改属性值时自动执行
与之对应的是setter与deleter装饰器:
setter装饰的方法会在修改属性值时自动执行
deleter装饰的方法会在删除属性值自动执行
为什么需要property
当我们将一个属性设置为私有之后,就无法直接访问它们了,需要为其创建两个方法,一个用于访问,一个用于修改 ,但是对于使用者而言,私有的和普通都是属性,然而一个可以用点来访问,用等号来修改,另一个却要调用函数来存取,这就违反了统一访问原则
使用property
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('Jack')
print(f.name) # 访问property属性
#输出 Jack
f.name="Rose" # 修改property属性 抛出异常'TypeError: 10 must be str'
del f.name # 删除property属性 抛出异常'TypeError: Can not delete'
总结:property的作用是避免普通属性和私有属性使用方式不一致