面向对象三大特性之封装

封装

不绕弯子，面向对象的编程思想有三大特性，分别是：封装、继承、多态。

其中，封装是面向对象的最基本的概念。我们之前提到，对象是一个容器，装的是数据和功能。这本身就是一种封装思想，将数据和功能封装到一个对象中。

对象封装了数据和功能，那对象(类)就有了管理数据和功能的权利，即对象或者类可以把数据和功能给隐藏起来或者开放给使用者，限制对象(类)的使用者权利，或者控制/规范使用者的使用方式。

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隐藏属性

如果类的设计者不想使用者直接访问到属性，就可以将属性给隐藏起来。属性分为数据属性和功能属性，即这两类属性都可以被隐藏。

隐藏属性可以隐藏类中的共有属性和对象的私有属性。

# 使用双下划线开头命名的属性将会被隐藏
class foo:
    
    __x = 1 	# 隐藏类中的共有数据属性

    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name		# 隐藏对象的私有属性
        self.age = age		

    def __f1(self):  			# 隐藏类内定义的函数属性
        print('from test')

    def f2(self):				# f2没有被隐藏，可以被访问到
        print(self.__x) 
        print(self.__f1)
############################################################
print(foo.__x)			# 访问不到
print(foo.__f1)			# 访问不到
print(foo.f2)			# 可以访问到
print(_foo.__x, _foo.__f1)		# 可以访问

obj = foo('xliu', 18)	# 实例化对象obj
print(obj.__name)		# 访问不到
print(obj.age)			# 可以访问到

foo.__y = 2				# 增加类foo的数据属性
print(foo.__y)			# 可以访问到

注意点：

# 1 在类外部无法直接访问双下滑线开头的属性，在类内部可以访问到

# 2 在类定义阶段，双下划先开头的属性会发生变形，变为 _foo__x, _foo__f1, _foo__name, 所以在在类外无法直接通过过 .__x 的方式访问。但是可以通过变形后的 _foo__x访问。但这是没有意义的。所以说这种操作并没有严格意义上地限制外部访问，仅仅只是一种语法意义上的变形。

# 3 之所以在类内部可以直接通过__x 访问，是因为__开头的属性会在检查类体代码语法时统一发生变形（类定义阶段）

# 4 这种变形操作只在检查类体语法的时候发生一次，之后再定义的__开头的属性都不会变形，所以可以直接__y访问到

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开放接口

定义属性的目的是为了使用，所以隐藏属性的目的不是单纯的隐藏，而是为了更好的使用。

想要这些属性被使用，就必须提供给使用者一些接口，即没有被隐藏属性。

隐藏数据属性：将数据隐藏起来就限制了类外部对数据的直接操作，然后类内应该提供相应的接口来允许类外部间接地操作数据，接口之上可以附加额外的逻辑来对数据的操作进行严格地控制。

class student:
    
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    def get_name(self):
        # 通过该接口就可以间接地访问到名字属性
        print(self.__name)

    def set_name(self, new_name):
        # 通过改接口判断用户修改的新名字是否合法；非法则修改，不合法就不修改
        if type(new_name) is not str:
            print('小垃圾，名字必须是字符串类型')
            return
        self.__name = new_name

隐藏函数/方法属性：目的是为了隔离复杂度。例如atm程序的取款功能，该功能有很多其他功能组成。比如插卡、身份认证、输入金额、打印小票、取钱等，而对使用者来说只需要开发取款这个功能接口即可，其余功能我们都可以隐藏起来。

>>> 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()
...
>>> obj=atm()
>>> obj.withdraw()

总结隐藏属性与开放接口：本质就是为了明确地区分内外，类内部可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码；而类外部只需拿到一个接口，只要接口名、参数不变，则无论设计者如何改变内部实现代码，使用者均无需改变代码。这就提供一个良好的合作基础，只要接口这个基础约定不变，则代码的修改不足为虑。