【学习随笔】由Python面向对象理解数据封装

原创
2016/10/03 18:34
阅读数 416

我笔记博客中小结过一个Java面向对象中封装特性的简单理解,结合今天这篇对“封装特性”会有更深入了解。

在类内部可以有属性和方法,而外部代码可以通过直接调用实例变量的方法来操作数据,这样,就隐藏了内部的复杂逻辑。但是,外部代码还是可以自由地修改一个实例的属性?

###1.案例 定义类

#定义一个学生类,拥有name、score属性
class Student(object):
    
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))

实例化

>>> test = Student('JCheung', 98)
>>> test.score
98
>>> test.score = 59
>>> test.score
59

由上可见,外部代码还是可以自由地修改实例test的name、score属性.

###2.数据封装

如果要让内部属性不被外部访问,可以把属性的名称前加上两个下划线__。

在Python中,实例的变量名如果以__开头,就变成了一个私有变量(private),只有内部可以访问,外部不能访问。

class Student(object):

    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))

改完后,对于外部代码来说,没什么变动,但是已经无法从外部访问实例变量:

>>> test = Student('JCheung',98)
>>> test.score
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#1>", line 1, in <module>
    test.score
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'
>>> test._score
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
    test._score
AttributeError: 'Student' object has no attribute '_score'
>>> 

这样就确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态.通过访问限制的保护,代码更加健壮。

###3.获取属性值

但是如果外部代码要获取name和score怎么办?

可以给Student类增加get_name和get_score这样的方法:

class Student(object):
    ...

    def get_name(self):
        return self.__name

    def get_score(self):
        return self.__score

如果外部代码要获取修改score怎么办?

可以再给Student类增加set_score方法:

class Student(object):
    ...

    def set_score(self, score):
        self.__score = score

原先那种直接通过test.score = 59也可以修改啊,为什么要定义一个方法大费周折?

因为在方法中,可以对参数做检查,避免传入无效的参数:

class Student(object):
    ...

    def set_score(self, score):
        if 0 <= score <= 100:
            self.__score = score
        else:
            raise ValueError('bad score')

双下划线开头的实例变量是不是一定不能从外部访问呢?

其实也不是。不能直接访问__name是因为Python解释器对外把__name变量改成了_Student__name",所以,仍然可以通过_Student__name来访问__name变量:

>>> test._Student__name
'JCheung'
>>> 

建议不要这么做,因为不同版本的Python解释器可能会把__name改成不同的变量名。

###4.注意

  • 在Python中,以双下划线开头,并且以双下划线结尾的是特殊变量(变量名类似__xxx__),特殊变量是可以直接访问的,不是private变量,要加以区分。

  • 以一个下划线开头的实例变量名,外部是可以访问的,但是,按照约定俗成的规定,“虽然我可以被访问,但是,请把我视为私有变量,不要随意访问”。

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