python面向对象三大特性之一封装

1、什么是封装

　　在程序设计中，封装（Encapsulation）是对具体对象的一种抽象，即将某些部分隐藏起来，在程序外部看不到，其

含义是其余程序没法调用。

　　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以内，外部没法调用。

　　2、为何要封装

　　封装数据的主要缘由是：保护隐私（把不想别人知道的东西封装起来）

　　封装方法的主要缘由是：隔离复杂度（好比：电视机，咱们看见的就是一个黑匣子，其实里面有不少电器元件，对于

用户来讲，咱们不须要清楚里面都有些元件，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，

经过按钮就能实现对电视机的操做。）

　　提示：在编程语言里，对外提供的接口（接口可理解为了一个入口），就是函数，称为接口函数，这与接口的概念还

不同，接口表明一组接口函数的集合体。

　　3、封装分为两个层面

　　封装其实分为两个层面，但不管哪一种层面的封装，都要对外界提供好访问你内部隐藏内容的接口（接口能够理解为入

口，有了这个入口，使用者无需且不可以直接访问到内部隐藏的细节，只能走接口，而且咱们能够在接口的实现上附加更

多的处理逻辑，从而严格控制使用者的访问）

　　第一个层面的封装（什么都不用作）：建立类和对象会分别建立两者的名称空间，咱们只能用类名.或者obj.的方式去

访问里面的名字，这自己就是一种封装。

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print (m1.brand) #实例化对象（m1.） print (motor_vehicle.tag) #类名（motor_vehicle.） - - - - - - - - - - - - - 输出结果 - - - - - - - - - - - - - - 春风 fuel oil

　　注意：对于这一层面的封装（隐藏），类名.和实例名.就是访问隐藏属性的接口

　　第二个层面的封装：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、外部没法访问，或

者留下少许接口（函数）供外部访问。

　　Python中私有化的方法也比较简单，即在准备私有化的属性（包括方法、数据）名字前面加两个下划线便可。

　　类中全部双下划线开头的名称如__x都会自动变造成：_类名__x的形式：

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class A:      __N = 0 #类的数据属性就应该是共享的,可是语法上是能够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() #只有在类内部才能够经过__foo的形式访问到.

　　这种自动变形的特色：

　　　　一、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。

　　　　二、这种变形其实正是针对外部的变形，在外部是没法经过__x这个名字访问到的。

　　　　三、在子类定义的__x不会覆盖在父类定义的__x，由于子类中变造成了：_子类名__x,而父类中变造成了：_父

类名__x，即双下滑线开头的属性在继承给子类时，子类是没法覆盖的。

　　注意：对于这一层面的封装（隐藏），咱们须要在类中定义一个函数（接口函数）在它内部访问被隐藏的属性，而后

外部就可使用了

　　这种变形须要注意的问题是：

　　一、这种机制也并无真正意义上限制咱们从外部直接访问属性，知道了类名和属性名就能够拼出名字：_类名__属

性，而后就能够访问了，如a._A__N

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a = A() print (a._A__N) print (a._A__X) print (A._A__N) - - - - - - - - 输出结果 - - - - - - - - 0 10 0

　　二、变形的过程只在类的定义是发生一次,在定义后的赋值操做，不会变形

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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并无变形

　　三、在继承中，父类若是不想让子类覆盖本身的方法，能够将方法定义为私有的

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class A: #这是正常状况      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

　　看一下把fa被定义成私有的状况：

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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() #只会与本身所在的类为准,即调用_A__fa   class B(A):      def __fa( self ): #b调用的是test，跟这个不要紧          print ( "from B" )   b = B() b.test() - - - - - - - 输出结果 - - - - - - - - - from A

　　4、特性（property）

　　一、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）而后返回值（就是一个装饰器）

　　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,分红三种：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）。

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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x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）x 2      @property      def volume( self ): #求房间的体积的功能          return self .length * self .width * self .high #公式为：长 x 宽 x 高   r1 = room( 2 , 3 , 4 ) #实例化一个对象r1 print ( "r1.area：" ,r1.area) #能够像访问数据属性同样去访问area,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值 print ( "r1.perimeter：" ,r1.perimeter) #同上，就不用像调用绑定方法同样，还得加括号，才能运行 print ( "r1.volume：" ,r1.volume) #同上，就像是把运算过程封装到一个函数内部，咱们无论过程，只要有结果就行 - - - - - - - - - - - - 输出结果 - - - - - - - - - - - - - - - r1.area： 6 r1.perimeter： 10 r1.volume： 24

 　　注意：此时的特性arear、perimeter和volume不能被赋值。

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r1.area = 8 #为特性area赋值 r1.perimeter = 14 #为特性perimeter赋值 r1.volume = 24 #为特性volume赋值 ''' 抛出异常：      r1.area = 8 #第一个就抛异常了，后面的也同样 AttributeError: can't set attribute   '''

二、为何要用property

　　将一个类的函数定义成特性之后，对象再去使用的时候obj.name,根本没法察觉本身的name是执行了一个函数而后

计算出来的，这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则。

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class people: #定义一我的的类      def __init__( self ,name,sex):          self .name = name          self .sex = sex #p1.sex = "male",遇到property，优先用property        @property #查看sex的值      def sex( self ):          return self .__sex #返回正真存值的地方        @sex .setter #修改sex的值      def sex( self ,value):          if not isinstance (value, str ): #在设定值以前进行类型检查              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，这是值正真存放的地方              #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' }

　　python并无在语法上把它们三个内建到本身的class机制中，在C++里通常会将全部的全部的数据都设置为私有的

，而后提供set和get方法（接口）去设置和获取，在python中经过property方法能够实现。

　　5、封装与扩展性

　　封装在于明确区份内外，使得类实现者能够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做基础——或者说

，只要接口这个基础约定不变，则代码改变不足为虑。 

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#类的设计者 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，\                                              # 此时咱们想求的是房间的面积就是：长x宽

　　实例化对象经过接口，调用相关属性获得想要的值：

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#类的使用者 r1 = room( "客厅" , "michael" , 20 , 30 , 9 ) #实例化一个对象r1 print (r1.area) #经过接口使用（area），使用者获得了客厅的面积 - - - - - - - - - - - - - 输出结果 - - - - - - - - - - - - - - 600 #获得了客厅的面积

　　扩展原有的代码，使功能增长：

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#类的设计者，轻松的扩展了功能，而类的使用者彻底不须要改变本身的代码 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 #此时咱们增长了求体积,          # 内部逻辑变了,只需增长这行代码就能简单实现,并且外部调用感知不到,仍然使          # 用该方法，可是功能已经增长了

　　对于类的使用者，仍然在调用area接口的人来讲，根本无需改动本身的代码，就能够用上新功能：

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#类的使用者 r1 = room( "客厅" , "michael" , 20 , 30 , 9 ) #实例化一个对象r1 print (r1.area) #经过接口使用（area），使用者获得了客厅的面积 - - - - - - - - - - - - - - 输出结果 - - - - - - - - - - - - - - - ( 600 , 5400 ) #获得了新增的功能的值