Python进阶-07-封装性

来源：《Python从小白到大牛》关东升

1、封装性

封装性是面向对象的三大特征之一，Python语言没有与封装性相关的关键字，它通过特定的名称实现对变量和方法的封装。

1.1私有变量

默认情况下Python中的变量是公有的，可以在类的外部访问他们。如果想让他们成为私有变量，可以在变量前加上双下划线“__”。

    class Animal(object):
        """定义动物类"""

         def _inti_(self,age,sex=1,weight=0.0):
            self.age=age              # 定义年龄实例变量
            self.sex=sex              # 定义性别实例变量
            self.__weight=weight      # 定义体重实例变量

         def eat(self):
            self.__weight+=0.01
            print('eat...')

         def run(self):
            self.__weight-=0.01
            print('run...')

    a1=Animal(2,0,10.0)

    print('a1体重：{0:0.2f}'.format(a1.weight))
    a1.eat()
    a1.run()

运行结果：Traceback(most recent call last):...
        AttributeError:'Animal' object has no attribute 'weight'

上述内容中self.__weight=weight，weight前面加了双下画线，这会定义私有变量__weight。__weight变量在类内部访问没有问题，但是如果在外部访问则会发生错误。

    提示：Python中并没有演的意义上的封装，所谓的私有变量只是形式上的限值，如果想在类的外部访问这些私有变量也是可以的，这些双下画线"__"开头的私有变量其实只是换了一个名字，他们的命名规律为“__类名__变量”，所以将上述代码al.weight改成al._Animal_weight就可以访问了，但这种访问方式并不符合规范，会破坏封装。可见Python的封装性靠的是程序员的自律，而非强制性的语法。

1.2私有方法

私有方法与私有变量的封装是类似的，只要在方法前加上双下画线“__”就是私有方法了。

    class Animal(object):
        """定义动物类"""

         def _inti_(self,age,sex=1,weight=0.0):
            self.age=age              # 定义年龄实例变量
            self.sex=sex              # 定义性别实例变量
            self.__weight=weight      # 定义体重实例变量

         def eat(self):
            self.__weight+=0.01
            self._run()
            print('eat...')

         def _run(self):
            self.__weight-=0.01
            print('run...')

    a1=Animal(2,0,10.0)
    a1.eat()
    a1.run()
运行结果为：
    eat...
    Traceback(most recent call last):...
    AttributeError:'Animal' object has no attribute 'run'

上述代码中__run()方法是私有方法，__run()方法可以在类的内部访问，不能在类的外部访问，否则会发生错误。

    提示：如果一定要在类的外部访问私有方法也是可疑的。与私有变量访问类似，命名规律为“__类名__方法”。这也是不符合规范，也会破坏封装。

1.3定义属性

封装通常是对成员进行的封装。在严格意义上的面向对象设计中，一个类是不应该有公有的实例成员变量的，这些实例成员变量应该被设计为私有的，然后通过公有的setter和getter访问器访问。

    class Animal(object):
        """定义动物类"""

         def _inti_(self,age,sex=1,weight=0.0):
            self.age=age              # 定义年龄实例变量
            self.sex=sex              # 定义性别实例变量
            self.__weight=weight      # 定义体重实例变量

         def set_weight(self,weight):
            self.__weight=weight

         def get_weight(self):
            return self.__weight

    a1=Animal(2,0,10.0)
    print('a1体重：{0:0.2f}'.format(a1.get_weight()))    # 10.00
    a1.set_weight(123.45)
    print('a1体重：{0:0.2f}'.format(a1.get_weight()))    # 123.45

上述set_weight()方法是setter访问器，他有一个参数，用来替换现有成员变量。get_weight方法是getter访问器。
访问器形式的封装需要一个私有便令，需要提供getter访问器和一个setter访问器，只读变量不用提供setter访问器。总之，访问器形式的封装在编写代码时比较麻烦。为了解决这个问题，Python中提供了属性（property）,定义属性可以使用@property和@属性名.setter装饰器，@property用来装饰getter访问器，@属性名.setter用来装饰setter访问器。

    class Animal(object):
        """定义动物类"""

         def _inti_(self,age,sex=1,weight=0.0):
            self.age=age              # 定义年龄实例变量
            self.sex=sex              # 定义性别实例变量
            self.__weight=weight      # 定义体重实例变量

         @property
         def weight(self):            # 替代get_weight(self):
            return self.__weight

         @weight.setter
         def weight(self,weight):     # 替代set_weight(self,weight):
            self.__weight=weight

    a1=Animal(2,0,10.0)
    print('a1体重：{0:0.2f}'.format(a1.get_weight()))    # 10.00
    a1.weight(123.45)             #  a1.set_weight(123.45)
    print('a1体重：{0:0.2f}'.format(a1.get_weight()))    # 123.45

定义属性getter访问器，使用了@property装饰器进行修饰，方法名就是属性名，这样就可以通过属性取值了。定义属性setter访问器，使用了@weight.setter装饰器进行修饰，weight是属性名，与getter和setter访问器方法名保持一致，可以通过a1.weight(123.45)赋值。属性本质就是两个方法，在方法前面加上装饰器使得方法成为属性。属性使用起来类似于共有变量，可以在赋值符“=”左边或右边，左边是被赋值，右边是取值。

    提示：定义属性时应该先定义getter访问器，在定义setter访问器。同时定义顺序不能颠倒，否则会出现错误。这是因为@property修饰getter访问器时， 定义了weight属性，这样在后面使用@weight.setter装饰器才是合法的。