python 封装，隐藏属性，绑定方法classmethod和staticmethod

【封装】

         隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式。

【好处】 

1. 将变化隔离； 

2. 便于使用；

3. 提高复用性； 

4. 提高安全性；

【封装原则】

      1. 将不需要对外提供的内容都隐藏起来；

      2. 把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。

私有变量和私有方法

在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来（设置成私有的）

私有变量

#其实这仅仅这是一种变形操作
#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：

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.

#A._A__N是可以访问到的，即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问，仅仅只是一种语法意义上的变形

__author__ = 'Administrator'
class Person:
    def __init__(self,name,age,height,weight):
        self.name=name
        self.age=age
        self.__height=height
        self.__weight=weight


    def bmi(self):
        return self.__weight/(self.__height**2)
    def getHeight(self):
        print(self.__height)

    def getWight(self):
        print(self.__weight)

    def setWeight(self,newWeight):
        self.__weight=newWeight


p=Person("ctz",21,1.72,63)
print(p.name)
#print(p.__weight)报错
print(p._Person__weight)#外部调用私有方法
p.getHeight()
p.setWeight(62)
p.getWight()

'''封装数据属性：明确的区分内外, 控制外部对隐藏属性的操作行为'''
# class People:
#     def __init__(self, name, age):
#         self.__name = name
#         self.__age = age
#     def tell_info(self):
#         print('Name:<%s>,Age:<%s>' % (self.__name, self.__age))
#     def set_info(self, name, age):
#         if not isinstance(name, str):  # isinstance()
#             print('名字必须是字符串类型')
#             return
#         if not isinstance(age, int):
#             print('年龄必须是数字 类型')
#             return
#         self.__name = name
#         self.__age = age
# p = People('xander', 23)
# p.tell_info()
# p.set_info('Xander', 23)
# p.tell_info()

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外部的变形，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。

'''隐藏'''
# class A:
#     __x = 1  # 在定义阶段自动变形成_A__x = 1
#
#     def __init__(self, name):
#         self.__name = name
#     def __foo(self):
#         print('run foo')
#     def bar(self):
#         self.__foo()
#         print('run bar')
# a = A('xander')
# print(a.__dict__)
# print(A.__dict__)
# print(a._A__x)
'''变形特点
    1.外部无法直接obj._AttrName
    2.在类内部是可以直接使用：obj._AttrName(定义的时候已经变形了)
    3.在子类无法覆盖父类__开头的属性
    '''
# class Foo:
#     def __func(self):  # _Foo__func()  名字不一样了，无法被覆盖
#         print('from foo')
# class Bar(Foo):
#     def __func(self):  # _Bar__func(0
#         print('from bar')
# a = Bar()
# # a.func()
'''总结这种变形，需要注意的问题
1.可以通过例如_A__func()访问(有点多余)
2.类定义阶段就会发生'''
# class A:
#     __x = 1
#     def __init__(self, name):
#         self.__name = name
# a = A('xander')
# a.__y = 2
# print(a.__dict__)  # 还是__y
'''3.子类无法覆盖'''
# class A:
#     def foo(self):
#         print('in A.foo')
#     def bar(self):
#         print('in A.bar')
#         self.foo()
# class B(A):
#     def foo(self):
#         print('in B.foo')
# b = B()
# b.bar()

# class A:
#     def __foo(self):  # _A__foo
#         print('in A.foo')
#     def bar(self):
#         print('in A.bar')
#         self.__foo()  # _A__bar
# class B(A):
#     def foo(self):
#         print('in B.foo')
# b = B()
# b.bar()

# class A:
#     def foo(self):
#         print('in A.foo')
#     def bar(self):
#         print('in A.bar')
#         self.foo()
# class B(A):
#     def __foo(self):  # _B__foo
#         print('in B.foo')
# b = B()
# b.bar()

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._A__N

2.变形的过程只在类的定义是发生一次,在定义后的赋值操作，不会变形

私有方法

3.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

__author__ = 'Administrator'
class Person:
    def __init__(self,name,height,weight):
        self.name=name
        self.height=height
        self.weight=weight

    def dmi(self):
        return self.weight/self.__hpow()
    def __hpow(self):
        return self.height**2


p=Person("ctz",1.73,64)
print(p.dmi())

#p.__hpow baocuo

print(p._Person__hpow())

封装与扩展性

封装在于明确区分内外，使得类实现者可以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作基础——或者说，只要接口这个基础约定不变，则代码改变不足为虑。

#类的设计者
class Room:
    def __init__(self,name,owner,width,length,high):
        self.name=name
        self.owner=owner
        self.__width=width
        self.__length=length
        self.__high=high
    def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏了内部的实现细节，此时我们想求的是面积
        return self.__width * self.__length


#使用者
>>> r1=Room('卧室','egon',20,20,20)
>>> r1.tell_area() #使用者调用接口tell_area


#类的设计者，轻松的扩展了功能，而类的使用者完全不需要改变自己的代码
class Room:
    def __init__(self,name,owner,width,length,high):
        self.name=name
        self.owner=owner
        self.__width=width
        self.__length=length
        self.__high=high
    def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏内部实现，此时我们想求的是体积,内部逻辑变了,只需求修该下列一行就可以很简答的实现,而且外部调用感知不到,仍然使用该方法，但是功能已经变了
        return self.__width * self.__length * self.__high


#对于仍然在使用tell_area接口的人来说，根本无需改动自己的代码，就可以用上新功能
>>> r1.tell_area()

property属性

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）然后返回值

圆的面积和周长

__author__ = 'Administrator'
from math import pi
class Circle:
    def __init__(self,radius):
        self.radius=radius

    @property
    def raea(self):
        return self.radius**2*pi
    @property
    def perometer(self):
        return self.radius*2*pi


c=Circle(5)
print(c.radius)

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)

p1=People('egon',75,1.85)
print(p1.bmi)

BMI指数

__author__ = 'Administrator'
class Num:
    def __init__(self,*args):
        if len(args)==1and(type(args[0]) is list or type(args[0]) is tuple ):
            self.members=args[0]
        else:
            self.members=args


    @property
    def sum(self):
        return sum(self.members)


    @property
    def avg(self):
        return  self.sum/len(self.members)
    @property
    def min(self):
        return min(self.members)
    @property
    def max(self):
        return max(self.members)


n=Num(1,9,6)
print(n.max)
print(n.avg)
print(n.min)
print(n.sum)
print("*"*50)
n2=Num([1,5,3,4])
print(n2.max)
print(n2.avg)
print(n2.min)
print(n2.sum)

为什么要用property（把方法伪装成数据）

将一个类的函数定义成特性以后，对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的，这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则

除此之外，看下

ps：面向对象的封装有三种方式:
【public】
这种其实就是不封装,是对外公开的
【protected】
这种封装方式对外不公开,但对朋友(friend)或者子类(形象的说法是“儿子”,但我不知道为什么大家 不说“女儿”,就像“parent”本来是“父母”的意思,但中文都是叫“父类”)公开
【private】
这种封装对谁都不公开

python并没有在语法上把它们三个内建到自己的class机制中，在C++里一般会将所有的所有的数据都设置为私有的，然后提供set和get方法（接口）去设置和获取，在python中通过property方法可以实现

class Foo:
    def __init__(self,val):
        self.__NAME=val #将所有的数据属性都隐藏起来

    @property
    def name(self):
        return self.__NAME #obj.name访问的是self.__NAME(这也是真实值的存放位置)

    @name.setter
    def name(self,value):
        if not isinstance(value,str):  #在设定值之前进行类型检查
            raise TypeError('%s must be str' %value)
        self.__NAME=value #通过类型检查后,将值value存放到真实的位置self.__NAME

    @name.deleter
    def name(self):
        raise TypeError('Can not delete')

f=Foo('egon')
print(f.name)
# f.name=10 #抛出异常'TypeError: 10 must be str'
del f.name #抛出异常'TypeError: Can not delete'

setter

__author__ = 'Administrator'
class Good:
    __discount=0.8
    def __init__(self,name,price):
        self.name=name
        self.__price=price

    @property
    def goodMoney(self):
        return self.__price*Good.__discount

    @goodMoney.setter
    def changeprice(self,newprice):
        self.__price=newprice

g=Good("a",10)
print(g.goodMoney)
g.changeprice=20
print(g.goodMoney)

一个静态属性property本质就是实现了get，set，delete三种方法

class Foo:
    @property
    def AAA(self):
        print('get的时候运行我啊')

    @AAA.setter
    def AAA(self,value):
        print('set的时候运行我啊')

    @AAA.deleter
    def AAA(self):
        print('delete的时候运行我啊')

#只有在属性AAA定义property后才能定义AAA.setter,AAA.deleter
f1=Foo()
f1.AAA
f1.AAA='aaa'
del f1.AAA

class Foo:
    def get_AAA(self):
        print('get的时候运行我啊')

    def set_AAA(self,value):
        print('set的时候运行我啊')

    def delete_AAA(self):
        print('delete的时候运行我啊')
    AAA=property(get_AAA,set_AAA,delete_AAA) #内置property三个参数与get,set,delete一一对应

f1=Foo()
f1.AAA
f1.AAA='aaa'
del f1.AAA

怎么用？

class Goods:

    def __init__(self):
        # 原价
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8

    @property
    def price(self):
        # 实际价格 = 原价 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        return new_price

    @price.setter
    def price(self, value):
        self.original_price = value

    @price.deleter
    def price(self):
        del self.original_price


obj = Goods()
obj.price         # 获取商品价格
obj.price = 200   # 修改商品原价
print(obj.price)
del obj.price     # 删除商品原价 

__author__ = 'Administrator'
from  urllib.request import  urlopen
class WeBpage:
    def __init__(self,url):
        self.url=url
        self.__content=None
    @property
    def content(self):
        if self.__content:
            return self.__content
        else:
            self.__content=urlopen(self.url).read()
            return self.__content

mypage=WeBpage("http://www.baidu.com")
print(mypage.content)

 staticmethod 和 classmethod

'''在类内定义的函数分为两种
1.绑定方法:绑定给谁，就应该由谁来使用，谁来调用就把谁当调用者当作第一个参数自动传入
    绑定到对象方法:在类内定义没有被装饰器修饰的
    绑定到类方法:在类内部定义的被装饰器classmethod装饰的方法
2.非绑定方法：没有自动传值这么一说，就是类中普通的函数
    不与类和方法绑定'''
# class Foo:
#     def __init__(self, name):  # 绑定到对象,
#         self.name = name
#     def tell(self):  # 绑定到对象
#         print(self.name)
#     @classmethod  # 绑定到类
#     def func(cls):
#         print(cls)
#     @staticmethod  # 普通函数
#     def func1(x, y):
#         return x + y
# f = Foo('xander')
# print(Foo.tell)
# Foo.tell(f)
# print(Foo.func)
# Foo.func()
# print(Foo.func1(1, 4))
# print(f.func1(1, 4))
'''应用'''
class People:
    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
    def tell_info(self):  # 由功能决定，必定是绑定到对象是方法,将对象作为第一个参数传入
        print('Name:%s Age:%s Sex:%s'%(self.name, self.age, self.sex))
p = People('xander', 23, 'boy')
p.tell_info()

#staticmethod
#classmethod
class Student:
    f = open('student', encoding='utf-8')
    def __init__(self):
        pass

    def func(self):
        pass

    @classmethod   #类方法：默认参数cls，可以直接用类名调用，可以与类属性交互
    def show_student_info_class(cls):
        for line in cls.f:
            name, sex = line.strip().split(',')
            print(name, sex)

    @staticmethod   #静态方法  ： 让类里的方法直接被类调用，就像正常的函数一样
    def show_student_info_static():
        f = open('student', encoding='utf-8')
        for line in f:
            name, sex = line.strip().split(',')
            print(name, sex)
print(Student.func)
print(Student.show_student_info_class)
print(Student.show_student_info_static)
# 海娇  = Student()
# 海娇.show_student_info()  #Student.show_student_info(海娇)
# Student.show_student_info()
# class Teacher:
#     pass
#classmethod和staticmethod
#相同：都可以直接被类调用，不需要实例化
#不同:
#类方法必须有一个cls参数表示这个类，可以使用类属性
#静态方法不需要，静态方法不能直接使用

# def show_student_info():
#     f = open('student', encoding='utf-8')
#     for line in f:
#         name, sex = line.strip().split(',')
#         print(name, sex)

#绑定方法
#非绑定方法

#普通方法  默认有一个self对象传进来，并且只能被对象调用——绑定到对象
#类方法    默认有一个cls传进来表示本类，并且可以被类和对象（不推荐）调用——绑定到类
#静态方法  没有默认参数，并且可以被类和对象（不推荐）调用——非绑定