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  • python基础----封装、封装与扩展性

       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和alex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

    首先我们要了解

    要封装什么

    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)

    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)

    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。还有你的头把你的脑子封装到了脑壳里,然后提供了眼睛这个接口....

    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。

    封装分为两个层面

    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)

    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

    >>> r1.nickname
    '草丛伦'
    >>> Riven.camp
    'Noxus'

    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

    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:

    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。

    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._A__N

    >>> a=A()
    >>> a._A__N
    >>> a._A__X
    >>> 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

    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 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()
    from B
    #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()
    from A

    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,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__,详见面向对象进阶.

    课堂笔记:

    class A:
        __x=1    #_A__x
        def __test(self:   #_A__test
            print('from A')
    
    print(A.__x)
    print(A._A__x)
    a=A()
    print(a._A__x)
    print(A.__dict__)
    print(A.__dict__)
    A._A__test(123)
    
    a=A()
    a._A__test()
    
    
    
    
    # __名字,这种语法,只在定义的时候才会有变形的效果,如果类或者对象已经产生了,就不会有变形效果
    
    class B:
        pass
    
    B.__x=1
    print(B.__dict__)
    print(B.__x)
    
    b=B()
    b.__x=1
    print(b.__dict__)
    print(b.__x)
    
    
    
    
    #在定义阶段就会变形
    class A:
        def __fa(self):     #_A__fa
            print('from A')
        def test(self):
            self.__fa()      #self._A__fa
    
    class B(A):
        def __fa(self):    #_B__fa
            print('from B')
    b=B()
    b.test()
    
    
    
    
    class A:
        def __init__(self):
            self.__x=1
        def tell(self):
            print(self.__x)          # self.__x    在类内部就可以直接用__名字来访问到变形的属性
    
    a=A()
    print(a.__dict__)
    print(a.__x)
    a.tell()
    笔记

    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
    400
    #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()
    8000
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