python:函数数据封装

数据封装

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面向对象编程的一个重要特色就是数据封装。在上面的Student类中，每一个实例就拥有各自的name和score这些数据。咱们能够经过函数来访问这些数据，好比打印一个学生的成绩：

>>> def print_score(std):
...     print('%s: %s' % (std.name, std.score))
...
>>> print_score(bart)
Bart Simpson: 59

可是，既然Student实例自己就拥有这些数据，要访问这些数据，就没有必要从外面的函数去访问，能够直接在Student类的内部定义访问数据的函数，这样，就把“数据”给封装起来了。这些封装数据的函数是和Student类自己是关联起来的，咱们称之为类的方法：

 

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.name, self.score))

 

要定义一个方法，除了第一个参数是self外，其余和普通函数同样。要调用一个方法，只须要在实例变量上直接调用，除了self不用传递，其余参数正常传入：

>>> bart.print_score()
Bart Simpson: 59

这样一来，咱们从外部看Student类，就只须要知道，建立实例须要给出name和score，而如何打印，都是在Student类的内部定义的，这些数据和逻辑被“封装”起来了，调用很容易，但却不用知道内部实现的细节。

封装的另外一个好处是能够给Student类增长新的方法，好比get_grade：

class Student(object):
    ...

    def get_grade(self):
        if self.score >= 90:
            return 'A'
        elif self.score >= 60:
            return 'B'
        else:
            return 'C'

 限制访问

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在Class内部，能够有属性和方法，而外部代码能够经过直接调用实例变量的方法来操做数据，这样，就隐藏了内部的复杂逻辑。

可是，从前面Student类的定义来看，外部代码仍是能够自由地修改一个实例的name、score属性：

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.score
59
>>> bart.score = 99
>>> bart.score
99

若是要让内部属性不被外部访问，能够把属性的名称前加上两个下划线__，在Python中，实例的变量名若是以__开头，就变成了一个私有变量（private），只有内部能够访问，外部不能访问，因此，咱们把Student类改一改：

 

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))

 

改完后，对于外部代码来讲，没什么变更，可是已经没法从外部访问实例变量.__name和实例变量.__score了：

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.__name
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute '__name'

这样就确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态，这样经过访问限制的保护，代码更加健壮。

可是若是外部代码要获取name和score怎么办？能够给Student类增长get_name和get_score这样的方法：

class Student(object):
    ...

    def get_name(self):
        return self.__name

    def get_score(self):
        return self.__score

若是又要容许外部代码修改score怎么办？能够再给Student类增长set_score方法：

class Student(object):
    ...

    def set_score(self, score):
        self.__score = score

你也许会问，原先那种直接经过bart.score = 99也能够修改啊，为何要定义一个方法大费周折？由于在方法中，能够对参数作检查，避免传入无效的参数!!!：

 

class Student(object):
    ...

    def set_score(self, score):
        if 0 <= score <= 100:
            self.__score = score
        else:
            raise ValueError('bad score')

 

python特殊变量__xxxx___：须要注意的是，在Python中，变量名相似__xxx__的，也就是以双下划线开头，而且以双下划线结尾的，是特殊变量，特殊变量是能够直接访问的，不是private变量，因此，不能用__name__、__score__这样的变量名。

python约定的私有变量_xxxx： 有些时候，你会看到以一个下划线开头的实例变量名，好比_name，这样的实例变量外部是能够访问的，可是，按照约定俗成的规定，当你看到这样的变量时，意思就是，“虽然我能够被访问，可是，请把我视为私有变量，不要随意访问”。

python私有变量__xxxx开头: 双下划线开头的实例变量是否是必定不能从外部访问呢？其实也不是。不能直接访问__name是由于Python解释器对外把__name变量改为了_Student__name，因此，仍然能够经过_Student__name来访问__name变量：

 

>>> bart._Student__name
'Bart Simpson'

 

可是强烈建议你不要这么干，由于不一样版本的Python解释器可能会把__name改为不一样的变量名。

总的来讲就是，Python自己没有任何机制阻止你干坏事，一切全靠自觉。

最后注意下面的这种错误写法：

 

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.get_name()
'Bart Simpson'
>>> bart.__name = 'New Name' # 设置__name变量！
>>> bart.__name
'New Name'

表面上看，外部代码“成功”地设置了__name变量，但实际上这个__name变量和class内部的__name变量不是一个变量！内部的__name变量已经被Python解释器自动改为了_Student__name，而外部代码给bart新增了一个__name变量。不信试试：

>>> bart.get_name() # get_name()内部返回self.__name
'Bart Simpson'