目录
一、引言
二、隐藏属性
三、开放接口
3.1隐藏数据属性
3.2隐藏函数属性
四、装饰器-property
一、引言
面向对象编程的三大特性:封装、继承、多态。封装就是把“数据”和“功能”整合在一起。针对封装到对象或者类中的属性,我们可以严格控制对他们的访问,分为隐藏属性和开放接口。
二、隐藏属性
Python的Class机制采用双下划线开头的方式将属性隐藏起来(设置成私有的),但其实这仅仅只是一种变形操作,类中所有双下滑线开头的属性都会在类定义阶段、检测语法时自动变成"_类名_属性名"的形式:
class Foo:
__N=0 # 变形为_Foo__N
def __init__(self): # 定义函数时,会检测函数语法,所以__开头的属性也会变形
self.__x=10 # 变形为self._Foo__x
def __f1(self): # 变形为_Foo__f1
print('__f1 run')
def f2(self): # 定义函数时,会检测函数语法,所以__开头的属性也会变形
self.__f1() #变形为self._Foo__f1()
print(Foo.__N) # 报错AttributeError:类Foo没有属性__N
obj = Foo()
print(obbj.__x) # 报错AttributeError:对象obj没有属性__x
这种变形需要注意三点:
1.我们依然可以通过“_类名__属性”的方式访问,所以这并不是一种严格的隐藏限制。
>>> Foo.__dict__
mappingproxy({..., '_Foo__N': 0, ...})
>>> obj.__dict__
{'_Foo__x': 10}
>>> Foo._Foo__N
0
>>> obj._Foo__x
10
>>> obj._Foo__N
0
2. 在类内部是可以直接访问双下滑线开头的属性的,比如self._f1(),因为在类定义阶段类内部双下滑线开头的属性统一发生了变形。(类内部访问的时候,直接访问,不用变形,定义好之后会一起变形)
>>> obj.f2()
__f1 run
3. 变形操作只在类定义阶段发生一次,在类定义之后的赋值操作,不会变形。(类外面新加的属性不会变形)
>>> Foo.__M=100
>>> Foo.__dict__
mappingproxy({..., '__M': 100,...})
>>> Foo.__M
100
>>> obj.__y=20
>>> obj.__dict__
{'__y': 20, '_Foo__x': 10}
>>> obj.__y
20
三、开放接口
我们隐藏数据的目的是为了不让用户直接操作,比如ATM中,用户的余额,肯定不能让用户直接访问,但是我们可以提供访问的接口,比如我们要查看余额,我们这个接口就可以访问了。
3.1隐藏数据属性
将数据隐藏起来就限制了类外部对数据的直接操作,然后类内应该提供相应的接口来允许类外部间接地操作数据,接口之上可以附加额外的逻辑来对数据的操作进行严格地控制。
>>> class Teacher:
... def __init__(self,name,age): #将名字和年纪都隐藏起来
... self.__name=name
... self.__age=age
... def tell_info(self): #对外提供访问老师信息的接口
... print('姓名:%s,年龄:%s' %(self.__name,self.__age))
... def set_info(self,name,age): #对外提供设置老师信息的接口,并附加类型检查的逻辑
... 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('lili',18)
>>> t.set_info(‘LiLi','19') # 年龄不为整型,抛出异常
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 11, in set_info
TypeError: 年龄必须是整型
>>> t.set_info('LiLi',19) # 名字为字符串类型,年龄为整形,可以正常设置
>>> t.tell_info() # 查看老师的信息
姓名:LiLi,年龄:19
3.2隐藏函数属性
目的的是为了隔离复杂度,例如ATM程序的取款功能,该功能有很多其他功能组成,比如插卡、身份认证、输入金额、打印小票、取钱等,而对使用者来说,只需要开发取款这个功能接口即可,其余功能我们都可以隐藏起来(也就是隐藏的这些功能不需要显示出来)。
>>> class ATM:
... def __card(self): #插卡
... print('插卡')
... def __auth(self): #身份认证
... print('用户认证')
... def __input(self): #输入金额
... print('输入取款金额')
... def __print_bill(self): #打印小票
... print('打印账单')
... def __take_money(self): #取钱
... print('取款')
... def withdraw(self): #取款功能
... self.__card()
... self.__auth()
... self.__input()
... self.__print_bill()
... self.__take_money()
...
>>> obj=ATM()
>>> obj.withdraw()
总结隐藏属性与开放接口,本质就是为了明确地区分内外,类内部可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码;而类外部只需拿到一个接口,只要接口名、参数不变,则无论设计者如何改变内部实现代码,使用者均无需改变代码。这就提供一个良好的合作基础,只要接口这个基础约定不变,则代码的修改不足为虑。
四、装饰器-property
装饰器property,可以将类中的函数”伪装成"对象的数据属性,对象在访问该特殊属性时会触发功能的执行,然后将返回值作为本次访问的结果,例如
>>> class People:
... def __init__(self,name,weight,height):
... self.name=name
... self.weight=weight
... self.height=height
... @property
... def bmi(self):
... return self.weight / (self.height**2)
...
>>> obj=People('lili',75,1.85)
>>> obj.bmi #触发方法bmi的执行,将obj自动传给self,执行后返回值作为本次引用的结果
21.913805697589478
上面代码中,我们认为,bmi应该是一个数据属性,但是他是函数实现的,我们普通的调用方法是obj.bmi(),如果我们先设计成数据属性,那我们就可以用property。
另外,我们可以写成 xxx = property(bmi) -> 调用的时候,obj.xxx
使用property有效地保证了属性访问的一致性(数据就是数据,虽然有的数据是函数实现的,但是用户并不知道,为了有更好的用户体验,用property)。另外property还提供设置和删除属性的功能,如下
class Student:
school='BD'
#该方法会在对象产生之后自动执行,专门为对象进行初始化操作,可以有任意代码,但一定不能返回非None的值
def __init__(self,name,sex,age):
self.name=name
self.sex=sex
self.age=age
@property
def choose(self):
print('%s is choosing a course' %self.name)
@choose.setter #
def choose(self,sex):
self.sex = sex
print('%s is choosing a course' %self.sex)
@choose.deleter
def choose(self):
del self.age
print(' is choosing a course')