面向对象的三大特性之----------封装

一、什么是封装

封装是面向对象的特征之一，是对象和类概念的主要特性。封装是吧过程和数据保卫起来，对数据的访问只能通过已定义的界面。
面向对象计算始于这个基本概念，即现实世界可以别描绘成一系列完全自治、封装的对象，这些对象
通过一个受保护的接口访问其他对象。一旦定义了一个对象的特性，则有必要决定这些特性的可见性，
即哪些特征对外部世界是可见的，哪些特征用于表示内部状态。在这个阶段定义对象的接口。通常，应禁止直接访问一个对象的
实际表示，贰应通过操作接口访问对象，这称为信息隐藏。
事实上，信息隐藏式用户对封装性的认识，封装则为信息隐藏提供支持。
封装保证了模块具有良好的独立性，使得程序维护修改较为容易，对应用程序的修改仅限于类的内
部，因而可以将应用程序修改带来的影响减少到最低限度。

第一个层面的封装：类比作一个麻袋，它本身就是一种封装

第二个层面的封装：类中定义私有的，只在类的内部使用，外部无法访问

约定一:任何以单下划线开头的名字都应该是内部的,私有的

class People:
    _star = 'earth'
    def __init__(self, id, name, age, salary):
        self.id = id
        self.name = name
        self._age = age
        self._salary =salary

    def _get_id(self):
        print('我是私有方法啊,我找到的id是[%s]' %self.id)

print(People._star)
p1 = People('3706861900121221212','alex',28,10)

print(p1._age,p1._salary)
p1._get_id()

>>>

earth
28 10
我是私有方法啊,我找到的id是[3706861900121221212

我们明明约定好了的,只要属性前加一个单下划线,那他就属于内部的属性,不能被外部调用了啊,为何还能调用?

其实这只是一种约定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，如果模块名以单下划线开头，那么from module import *时不能被导入,但是你from module import _private_module依然是可以导入的。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

约定二：双下划线开头的名字

class People:
    __star = 'earth'
    def __init__(self, id, name, age, salary):
        self.id = id
        self.name = name
        self.__age = age
        self._salary = salary

    def _get_id(self):
        print('我是私有方法啊,我找到的id是[%s]' % self.id)

p1 = People('333333', 'alex', 18, 10)
#print(People.star) #报错，貌似不能访问了
#print(p1.age)# 报错，貌似也不能访问了

print(People.__dict__)
#_star存到类的属性字典中被重命名为_People__star
print(People._People__star)

print(p1.__dict__)
#_age存到类的属性字典中被重命名为_People__age
print(p1._People__age)

>>>
{'__module__': '__main__', '_People__star': 'earth', '__init__': <function People.__init__ at 0x0000024341989C80>, '_get_id': <function People._get_id at 0x0000024341989D08>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'People' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'People' objects>, '__doc__': None}
earth
{'id': '333333', 'name': 'alex', '_People__age': 18, '_salary': 10}
18

约定二到底有何用？双下滑线开头的属性在继承给子类时，子类是无法覆盖的（原理也是基于python自动做了双下滑线开头的名字的重命名工作）

类中所有双下划线开头的名称如__x都会在类定义时自动变形成：_类名__x的形式，在外部还是可以通过A._A__N的形式访问到的，

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，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，主要用来限制外部的直接访问。

2.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

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

#正常情况
class Fahter:

    def fa(self):
        print('from father')

    def test(self):
        self.fa()

class Son(Fahter):
    def fa(self):
        print('from son')

p = Son()

p.test()

>>>
from son

#把fa定义成私有的，即__fa
class Fahter:

    def __fa(self):        #在定义时就变形为_A__fa
        print('from father')

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

class Son(Fahter):
    def __fa(self):
        print('from son')

p = Son()

p.test()

>>>
from father

 

第三个层面的封装：明确区分内外，内部的实现逻辑，外部无法知晓，并且为封装到内部的逻辑提供一个访问接口给外部使用
（这才是真正的封装，具体实现，会在面向对象进阶中讲）

封装的属性可以直接在内部使用，而不能被外部直接使用，然而定义属性的目的终归是要用，外部要想用类隐藏的属性，需要我们为其开辟接口，
让外部能够间接地用到我们隐藏起来的属性，那这么做的意义何在？

1：封装数据：将数据隐藏起来这不是目的。隐藏起来然后对外提供操作该数据的接口，然后我们可以在接口附加上对该数据操作的限制，以此完
   成对数据属性操作的严格控制。

class Teacher:
    def __init__(self, name, age):
        # self.__name=name
        # self.__age=age
        self.set_info(name, age)

    def tell_info(self):      # 作为对外的接口函数
        print('姓名:%s,年龄:%s' % (self.__name, self.__age))

    def set_info(self, name, age):
        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('egon', 18)
t.tell_info()

t.set_info('egon', 18)
t.tell_info()

>>>
姓名:egon,年龄:18
姓名:egon,年龄:18

2：封装方法：目的是隔离复杂度

封装方法举例： 

1. 你的身体没有一处不体现着封装的概念：你的身体把膀胱尿道等等这些尿的功能隐藏了起来，然后为你提供一个尿的接口就可以了（接口就是你的。。。，），你总不能把膀胱挂在身体外面，上厕所的时候就跟别人炫耀：hi，man，你瞅我的膀胱，看看我是怎么尿的。

2. 电视机本身是一个黑盒子，隐藏了所有细节，但是一定会对外提供了一堆按钮，这些按钮也正是接口的概念，所以说，封装并不是单纯意义的隐藏！

3. 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

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），可以是函数，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。

#取款是功能,而这个功能有很多功能组成:插卡、密码认证、输入金额、打印账单、取钱
#对使用者来说,只需要知道取款这个功能即可,其余功能我们都可以隐藏起来,很明显这么做
#隔离了复杂度,同时也提升了安全性

class ATM:
    def __card(self):
        print('插卡')
    def __auth(self):
        print('用户认证')
    def __input(self):
        print('输入取款金额')
    def __print_bill(self):
        print('打印账单')
    def __take_money(self):
        print('取款')

    def withdraw(self):
        self.__card()
        self.__auth()
        self.__input()
        self.__print_bill()
        self.__take_money()

a=ATM()
a.withdraw()

>>>
插卡
用户认证
输入取款金额
打印账单
取款