Python学习笔记25：接口类、抽象类和封装

接口类、抽象类和封装都是和类相关的一些知识概念。

接口类

在说明什么是接口类之前我们先来引入一个问题，见下

# 假设我们定义了两种支付方式，分别为支付宝和微信，
class Alipay:
    '''
    支付宝支付
    '''
    def pay(self,money):
        print('支付宝支付了%s元'%money)

class Applepay:
    '''
    apple pay支付
    '''
    def pay(self,money):
        print('apple pay支付了%s元'%money)


ali = Alipay()
print(ali.pay(100))
apy = Applepay()
print(apy.pay(100))

# 一般情况下，为了调用方便，我们一般会统一一个支付调用的方式，上面的调用虽然可以解决问题，但是不方便 

def pay(payment,money):

    '''
    支付函数，总体负责支付
    对应支付的对象和要支付的金额
    '''
    payment.pay(money)

p = Alipay()
pay(p,200)

# 但是当我们又有新的支付方式进来，而且这些新的支付方式不是同一个人开发的，在不知道类中的函数名字都是pay命名的时候
# 就容易出错，如下面这样：

class Alipay:
    '''
    支付宝支付
    '''
    def pay(self,money):
        print('支付宝支付了%s元'%money)

class Applepay:
    '''
    apple pay支付
    '''
    def pay(self,money):
        print('apple pay支付了%s元'%money)

class Wechatpay:
    def fuqian(self,money):
        '''
        实现了pay的功能，但是名字不一样
        '''
        print('微信支付了%s元'%money)

def pay(payment,money):
    '''
    支付函数，总体负责支付
    对应支付的对象和要支付的金额
    '''
    payment.pay(money)


p = Wechatpay()
pay(p,200)   #此时执行pay函数就会报错，因为Wechatpay类中的函数不是以pay命名的，且这种报错不好分析

为了解决这种问题，可以自己主动设置一个报错机制，定义一个父类

# 接口初成：手动报异常：NotImplementedError来解决开发中遇到的问题
class Payment:
    def pay(self):
        raise NotImplementedError

class Wechatpay(Payment): # 这里继承了Payment这个类
    def fuqian(self,money):
        print('微信支付了%s元'%money)


p = Wechatpay()  #这里不报错
pay(p,200)      #这里报错了

可以在继续优化，写成下面这种形式，借用abc模块来实现接口

from abc import abstractmethod,ABCMeta
class Payment(metaclass=ABCMeta):  # 元类 默认的元类 type，说明要写一个规范类
    @abstractmethod  # 装饰器，作用就是来实现一个规范类，用来规范子类
    def pay(self,money):pass   # 没有实现这个方法

class Wechatpay(Payment):
    def fuqian(self,money): # 这里修改成pay(self,money)就不会报错了
        print('微信支付了%s元'%money)

p = Wechatpay() #不调就报错了,这样在执行这里的就是就报错了，会告诉哪里出错

实践中，继承的第一种含义意义并不很大，甚至常常是有害的。因为它使得子类与基类出现强耦合。

继承的第二种含义非常重要。它又叫“接口继承”。
接口继承实质上是要求“做出一个良好的抽象，这个抽象规定了一个兼容接口，使得外部调用者无需关心具体细节，可一视同仁的处理实现了特定接口的所有对象”——这在程序设计上，叫做归一化。

内容参考：https://www.cnblogs.com/Eva-J/articles/7293890.html

接口提取了一群类共同的函数，可以把接口当做一个函数的集合。

然后让子类去实现接口中的函数。

这么做的意义在于归一化，什么叫归一化，就是只要是基于同一个接口实现的类，那么所有的这些类产生的对象在使用时，从用法上来说都一样。

归一化，让使用者无需关心对象的类是什么，只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了，这极大地降低了使用者的使用难度。

比如：我们定义一个动物接口，接口里定义了有跑、吃、呼吸等接口函数，这样老鼠的类去实现了该接口，松鼠的类也去实现了该接口，由二者分别产生一只老鼠和一只松鼠送到你面前，即便是你分别不到底哪只是什么鼠你肯定知道他俩都会跑，都会吃，都能呼吸。

再比如：我们有一个汽车接口，里面定义了汽车所有的功能，然后由本田汽车的类，奥迪汽车的类，大众汽车的类，他们都实现了汽车接口，这样就好办了，大家只需要学会了怎么开汽车，那么无论是本田，还是奥迪，还是大众我们都会开了，开的时候根本无需关心我开的是哪一类车，操作手法（函数调用）都一样

# tiger 走路 游泳
# swan 走路 游泳 飞
# oldying 走路 飞
from abc import abstractmethod,ABCMeta
class Swim_Animal(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def swim(self):pass # 此处的函数只是一个规范，不执行

class Walk_Animal(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def walk(self):pass

class Fly_Animal(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def fly(self):pass

class Tiger(Walk_Animal,Swim_Animal):  # 这里下面必须要写上上面继承规范类里面的功能
    def walk(self):
        pass
    def swim(self):
        pass
class OldYing(Fly_Animal,Walk_Animal):pass
class Swan(Swim_Animal,Walk_Animal,Fly_Animal):pass

# 接口类  刚好满足接口隔离原则 面向对象开发的思想 规范，功能应该要隔离开来，需要哪个功能继承哪个功能

抽像类

import abc #利用abc模块实现抽象类

class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):
    all_type='file'
    @abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def read(self):
        '子类必须定义读功能'
        with open('filaname') as f:
            pass

    @abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def write(self):
        '子类必须定义写功能'
        pass

class Txt(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('文本数据的读取方法')
    def write(self):
        print('文本数据的读取方法')

class Sata(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

    def write(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

class Process(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('进程数据的读取方法')

    def write(self):
        print('进程数据的读取方法')

wenbenwenjian=Txt()

yingpanwenjian=Sata()

jinchengwenjian=Process()

#这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想
wenbenwenjian.read()
yingpanwenjian.write()
jinchengwenjian.read()

print(wenbenwenjian.all_type)
print(yingpanwenjian.all_type)
print(jinchengwenjian.all_type)


# 抽象类 ： 规范
# 一般情况下 单继承 能实现的功能都是一样的，所以在父类中可以有一些简单的基础实现，把一些共同的功能提取出来。
# 多继承的情况 由于功能比较复杂，所以不容易抽象出相同的功能的具体实现写在父类中


# 抽象类还是接口类 ： 面向对象的开发规范 所有的接口类和抽象类都不能实例化
# java ：
# java里的所有类的继承都是单继承,所以抽象类完美的解决了单继承需求中的规范问题
# 但对于多继承的需求，由于java本身语法的不支持，所以创建了接口Interface这个概念来解决多继承的规范问题

# python
# python中没有接口类  ：接口类可以多继承
  #  python中自带多继承 所以我们直接用class来实现了接口类，模拟了Java的接口的概念。
# python中支持抽象类  ： 一般情况下 单继承  不能实例化，因为它是用来抽象出来一个共同的功能
  #  且可以实现python代码

封装

# 广义上面向对象的封装 ：代码的保护，面向对象的思想本身就是一种
# 只让自己的对象能调用自己类中的方法

# 狭义上的封装 —— 面向对象的三大特性之一
# 属性 和 方法都藏起来 不让你看见
class Person:
    __key = 123  # 私有静态属性
    def __init__(self,name,passwd):
        self.name = name
        self.__passwd = passwd   # 私有属性，双下划线，不想让别人调出来看见，只是代码保护，并不是保护数据的机制

    def __get_pwd(self):         # 私有方法
        return self.__passwd   #只要在类的内部使用私有属性，就会自动的带上_类名,且只有在内部才有私有属性和方法

    def login(self):          # 正常的方法调用私有的方法
        self.__get_pwd()

alex = Person('alex','alex3714')
print(alex._Person__passwd)   # _类名__属性名
print(alex.get_pwd())

# 所有的私有 都是在变量的左边加上双下划綫
    # 对象的私有属性
    # 类中的私有方法
    # 类中的静态私有属性
# 所有的私有的 都不能在类的外部使用