Skip to content

封装

简介

封装是面向对象编程中三大特征之一，指的是将数据和操作数据的方法打包在一起，形成一个类或对象。

封装的目的是隐藏对象的内部实现细节，提供一个安全且易于使用的接口，使得对象之间的交互更加简单和可靠。

封装主要包括以下几个方面的内容：

  1. 数据隐藏：通过将对象的数据属性设置为私有或受保护的，防止外部直接访问和修改对象的数据。这样可以确保对象的数据在被操作时不会被意外篡改或破坏。

  2. 方法封装：将对象对自身数据的操作封装在方法中，只通过方法来访问和修改对象的数据。这样可以确保对对象的操作符合预期，避免了外部错误地修改对象的数据。

  3. 接口定义：通过定义公共接口，将对象的功能暴露给外部使用者。使用者只需关心如何使用接口提供的方法，而不需要了解内部实现细节。这样可以提高代码的可读性和可维护性，同时也能够实现代码的模块化和复用。

访问控制

在 Python 中并没有像 Java,C++ 一样，提供了 public, protected, private 这样的访问控制修饰符，Python 通过一种称为 名称改写 的方式，实现其它语言中访问控制修饰符的作用。

但是要注意的是，在 Python 中 名称改写 只是一种约定，并没有真正的实现私有的作用，在 Python 中只要想访问，所有的数据都可以拿到，获取方法在这里不讨论。

无下划线前缀（公有权限）

Python 中默认定义的属性和方法，都是公有的方法。无论是在类外，还是在派生的子类中，都可以进行访问，类似其它语言中的 public 修饰符的作用。

class A(object):
    def __init__(self):
        # 公有属性
        self.a = 10


    # 公有方法
    def show(self):
        # 在类中使用公有属性
        print(f"A: {self.a}")

obj = A()
# 在类外使用公有属性
print(obj.a)

# 在类外使用公有方法
obj.show()

_ 单下划线前缀（保护权限）

Python 在类中使用 单下划线前缀实现其它语言中 protected 保护权限的功能，在属性或方法（包括类属性和类方法，作用相同）前添加一个单下划线，该属性或方法，在当前类中可以访问，在类外理论上不可访问（使用时不提示，但写出来程序可以运行，但有警告），在通过继承派生的子类中可以访问（继承在后面讲解）。

class A(object):
    def __init__(self):
        # 公有属性
        self.a = 10
        # 保护属性
        self._b = 20

    # 公有方法
    def show(self):
        # 在类中使用公有属性
        print(f"A: {self.a}")
        # 在类中使用保护属性
        print(f"B: {self._b}")
        # 在类中使用保护权限的方法
        self._display()

    # 保护权限的方法
    def _display(self):
        print(f"B: {self._b}")


obj = A()
# 在类外使用公有属性
print(obj.a)
# 在类外无法使用保护仅限的属性（不建议这样使用）
print(obj._b)
# print(obj.__c)
# 在类外使用公有方法
obj.show()
# 在类外无法使用保护权限的方法（不建议这样使用）
obj._display()

__ 双下划线前缀（私有属性）

Python 在类中使用 双下划线前缀 实现其它语言中 private 私有权限的功能。

在属性或方法（包括类属性和类方法，作用相同）前添加一个双下划线，该属性或方法，只能在当前类中可以访问，在类外任何位置不可访问（只是理论上不可访问，通过某些方式，还是可以在类外访问，不建议这样使用）。

class A(object):
    def __init__(self):
        # 公有属性
        self.a = 10
        # 保护属性
        self._b = 20
        # 私有属性
        self.__c = 30

    # 公有方法
    def show(self):
        # 在类中使用公有属性
        print(f"A: {self.a}")
        # 在类中使用保护属性
        print(f"B: {self._b}")
        # 在类中使用私有属性
        print(f"C: {self.__c}")
        # 在类中使用保护权限的方法
        self._display()
        # 在类中使用私有方法
        self.__info()


    # 保护权限的方法
    def _display(self):
        print(f"B: {self._b}")

    # 私有权限的方法
    def __info(self):
        # 在类中使用私有属性
        print(self.__c)
obj = A()
# 在类外使用公有属性
print(obj.a)
# 在类外无法使用保护仅限的属性（不建议这样使用）
print(obj._b)
# 在类外使用私有属性，访问失败
# print(obj.__c)
# 在类外使用公有方法
obj.show()
# 在类外无法使用保护权限的方法（不建议这样使用）
obj._display()
# 在类外访问私有方法，访问失败
# obj.__info()

双下划线前缀与后缀

在 Python 中还有一种同时具有前后双下划线的变量或方法，这些方法是 Python 中的魔法属性或魔法方法，这些属性或方法名被赋予了特殊的作用。

比如这些都是魔法方法：

  • 初始化方法 __init__()
  • 对象描述方法 __str__()
  • 迭代器方法 __iter__()
  • 迭代器方法 __next__()

总结

  • 访问控制
  • 无下划线前缀（公有权限）
  • _ 单下划线前缀（保护权限）
  • __ 双下划线前缀（私有属性）
  • 双下划线前缀与后缀