Python面向對象特性 - 封裝

類中的私有屬性

私有屬性包括私有變量和私有方法，在 Python 中，在變量名或者方法名前面加上雙下劃線，這個屬性就成為了類的私有屬性。
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class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def __fun(self): 
        print(self.__class__)

    def say(self):
        self.__fun()       # 自動轉換為 調用 _Person__fun 方法
        print(self.__name + ' ' + str(self.__age))   # 自動轉換為 調用 \_Person\_\_name 和 \_Person\_\_age 屬性~

p = Person('Kitty', 18)
p.say()

# 輸出結果：
Kitty 18

上述示例中，__name 和 __age 為類的私有變量，私有變量僅能在類中進行訪問，在類的外部訪問不到。

p = Person('Kitty', 18)
print(p.__name)

# 報錯信息：
AttributeError: 'Person' object has no attribute '__name'

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其實在類中定義私有屬性時，__name 和 __age 已經自動變形為 _Person__name 和 _Person__age，__fun 自動變形為 _Person__fun，即私有屬性會自動變形為_類名__屬性~

p = Person('Kitty', 18)
print(p.__dict__)

# 輸出結果：
{'_Person__name': 'Kitty', '_Person__age': 18}

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當在類的內部通過屬性名稱訪問私有屬性時，會自動進行轉換，例如 self.__name 轉換為 self._Person__name，在類的外部不會進行這樣的自動轉換~
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類的私有屬性只是在語法上做了訪問限制，但是并沒有真正限制從外部的訪問。在外部不能通過 對象.__屬性 來進行訪問，但是可以通過變形后的屬性名來進行訪問~

p = Person('Kitty', 18)
# print(p.__name)      # 不能這樣訪問
print(p._Person__name)
p._Person__fun()

# 結果輸出：
Kitty
<class '__main__.Person'>

對私有屬性的訪問限制只是一種規范，在開發過程中一般不允許在外部通過這種方式訪問私有屬性~
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私有屬性的變形只在類的內部生效，在定義后的賦值操作，不會變形~

p = Person('Kitty', 18)
p.__name = 'abc'
print(p.__dict__)
print(p.__name)     # 調用的是 __name 屬性，不是私有屬性

# 輸出結果：
{'_Person__name': 'Kitty', '_Person__age': 18, '__name': 'abc'}   # 這個屬性就叫 __name
abc

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在子類中定義的私有屬性若是和父類中的私有屬性同名，不會覆蓋父類的這些私有屬性，因為這些私有屬性變形后的名稱不同，子類：_子類名__屬性，父類：_父類名__屬性~

class Fu:
    __key = 123    # 靜態私有屬性

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

class Zi(Fu):
    def get_name(self):
        print(self.__name)    # 變形為 self._Zi__name

    def get_key(self):
        print(Fu.__key)     # 變形為 self._Zi__key

zi = Zi('hello')
zi.get_name()     # 報錯信息：AttributeError: 'Zi' object has no attribute '_Zi__name'
zi.get_key()     # 報錯信息：AttributeError: type object 'Fu' has no attribute '_Zi__key'

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若是父類中定義的方法不想被子類調用到，可以將方法定義為私有方法~

class A:
    def __fun(self): # 在定義時就變形為_A__fun
        print('from A')
    def test(self):
        self.__fun() # 變形為 self._A__fun()，即以當前的類為準

class B(A):
    def __fun(self):
        print('from B')

b=B()
b.test()    # 調用 A類中的test方法，test方法中的 self.__fun() 調用的是 A類中的私有方法__fun()

# 輸出結果：
from A

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封裝的優勢在于將類內部的實現細節隱藏起來，調用者無需了解，直接調用對應的方法即可（方法名，參數都不改變），若功能需要改變，只需要在類的內部進行調整，外部的調用代碼無需改變~

property屬性

property為內置裝飾器函數，只在面向對象中使用。@property裝飾器 可以將 對方法的調用轉為 對變量的調用。示例如下：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    @property
    def name(self):
        return self.__name

    @property
    def age(self):
        return self.__age

p = Person('Kitty', 18)
print(p.name)
print(p.age)

# 結果輸出：
Kitty
18

p.name 和 p.age 其實是執行了一個函數，然后將結果返回。這種特性的使用方式遵循了統一訪問的原則。
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p.屬性 的這個過程也可以做一些運算操作然后將結果返回~

class Room:
    def __init__(self, width, length, high):
        self.__width = width
        self.__length = length
        self.__high = high
    def area(self):
        return self.__width * self.__length * self.__high

room = Room(1, 2, 3)
print(room.area())      # 6

除了 @property，還有 @屬性.setter和 @屬性.deleter，要注意的是，定義了 property 后才能定義 屬性.setter，屬性.deleter ~

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    @property
    def name(self):
        return self.__name

    @name.setter
    def name(self, value):
        if not isinstance(value, str):  # 在設定值之前進行類型檢查
            raise TypeError('%s must be str' %value)
        self.__name = value

    @name.deleter
    def name(self):
        raise TypeError('Can not delete')

    @property
    def age(self):
        return self.__age

p = Person('Kitty', 18)
p.name = 'nihao'
print(p.name)
del p.name   # TypeError: Can not delete

說明：
執行 p.name 的時候，調用 @name.setter 修飾的方法，這樣的賦值方式在真正的賦值之前可以做一些類型檢驗的操作，或者別的自定義操作，更具靈活性~
執行 del p.name 的時候，調用 @name.deleter 修飾的方法
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在使用 @property，@屬性.setter 和 @屬性.deleter 的時候，這幾個地方必須保持一致，即屬性名稱需要保持一致。

上述示例也可以通過如下方式實現：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def get_name(self):
        return self.__name

    def set_name(self, value):
        if not isinstance(value, str):  # 在設定值之前進行類型檢查
            raise TypeError('%s must be str' %value)
        self.__name = value

    def del_name(self):
        print('delete name')

    name = property(get_name, set_name, del_name)

    @property
    def age(self):
        return self.__age

Tip：

• 使用 property 修飾的方法，除了 self 不能有別的參數，@屬性.deleter也一樣；
• 使用 @屬性.setter 修飾的方法除了self 以外只能有一個參數~

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