Justin-刘清政的博客

python/面向对象进阶/7-类的封装

2020-12-21

从封装本身的意思去理解,封装就好像是拿来一个麻袋,把小猫,小狗,小王八,还有egon一起装进麻袋,然后把麻袋封上口子。但其实这种理解相当片面

一、封装什么

  • 你钱包的有多少钱(数据的封装)
  • 你的性取向(数据的封装)
  • 你撒尿的具体功能是怎么实现的(方法的封装)

二、为什么要封装

封装数据的主要原因是:保护隐私(作为男人的你,脸上就写着:我喜欢男人,你害怕么?)

封装方法的主要原因是:隔离复杂度(快门就是傻瓜相机为傻瓜们提供的方法,该方法将内部复杂的照相功能都隐藏起来了,比如你不必知道你自己的尿是怎么流出来的,你直接掏出自己的接口就能用尿这个功能)

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一样,接口代表一组接口函数的集合体。

三、两个层面的封装

封装其实分为两个层面,但无论哪种层面的封装,都要对外界提供好访问你内部隐藏内容的接口(接口可以理解为入口,有了这个入口,使用者无需且不能够直接访问到内部隐藏的细节,只能走接口,并且我们可以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)

3.1 第一个层面

第一个层面的封装(什么都不用做):创建类和对象会分别创建二者的名称空间,我们只能用类名.或者obj.的方式去访问里面的名字,这本身就是一种封装

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

3.2 第二个层面

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、外部无法访问,或者留下少量接口(函数)供外部访问。

在python中用双下划线的方式实现隐藏属性(设置成私有的)

类中所有双下划线开头的名称如x都会自动变形成:_类名x的形式:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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.

这种自动变形的特点:

  1. 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。
  2. 这种变形其实正是针对内部的变形,在外部是无法通过__x这个名字访问到的。
  3. 在子类定义的x不会覆盖在父类定义的x,因为子类中变形成了:_子类名x,而父类中变形成了:_父类名x,即双下滑线开头的属性在继承给子类时,子类是无法覆盖的。

注意:对于这一层面的封装(隐藏),我们需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,然后外部就可以使用了

这种变形需要注意的问题是:

  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._AN
1
2
3
# 对象测试
a = A()
print(a._A__N)
1
0
1
2
# 对象测试
print(a._A__X)
1
10
1
2
# 类测试
print(A._A__N)
1
0
1
2
3
4
5
# 类测试
try:
print(A._A__X) # 对象私有的属性
except Exception as e:
print(e)
1
type object 'A' has no attribute '_A__X'
  1. 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
1
2
a = A()
print(a.__dict__)
1
{'_A__X': 10}
1
a.__Y = 1
1
print(a.__dict__)
1
{'_A__X': 10, '__Y': 1}
  1. 在继承中,父类如果不想让子类覆盖自己的方法,可以将方法定义为私有的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
# 正常情况
class A:
def fa(self):
print('from A')

def test(self):
self.fa()


class B(A):
def fa(self):
print('from B')


b = B()
b.test()
1
from B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
# 把fa定义成私有的,即__fa
class A:
def __fa(self): # 在定义时就变形为_A__fa
print('from A')

def test(self):
self.__fa() # 只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa


class B(A):
def __fa(self):
print('from B')


b = B()
b.test()
1
from A

四、私有模块

python并不会真的阻止你访问私有的属性,模块也遵循这种约定,如果模块中的变量名_private_module以单下划线开头,那么from module import *时不能被导入该变量,但是你from module import _private_module依然是可以导入该变量的

其实很多时候你去调用一个模块的功能时会遇到单下划线开头的(socket._socket,sys._home,sys._clear_type_cache),这些都是私有的,原则上是供内部调用的,作为外部的你,一意孤行也是可以用的,只不过显得稍微傻逼一点点

python要想与其他编程语言一样,严格控制属性的访问权限,只能借助内置方法如getattr,详见面向对象高级部分。

五、练习

  • 多态是在定义角度
  • 多态性是在调用角度(使用角度)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
class A:
def fa(self):
print('from A')

def test(self):
self.fa()


class B(A):
def fa(self):
print('from B')


b = B()
b.test()
1
from B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
class A:
def __fa(self):
print('from A')

def test(self):
self.__fa()


class B(A):
def __fa(self):
print('from B')


b = B()
b.test()
1
from A

注:__名字,这种语法只在定义的时候才有变形的效果,如果类或对象已经产生了,就不会有变形的效果了。

使用支付宝打赏
使用微信打赏

点击上方按钮,请我喝杯咖啡!

扫描二维码,分享此文章