深入探讨Python类函数的一些高级用法(封装)

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Python类中实现封装的做法跟大多数编程语言一样，但实现封装的办法却不一样。

我们知道，大多数面向对象编程语言都具备3个典型的特征：封装、继承和多态。那么，封装是什么呢？

封装的意思就是在设计的时候，刻意地将类的属性和方法隐藏在类的内部，无法直接以“类对象.属性名”（或者“类对象.方法名(参数)”）的形式调用这些属性（或方法），而只能用未隐藏的类方法间接操作这些隐藏的属性和方法。

这样的好处是什么？首先是保证了数据结构的完整性，由于Python是开源的编程语言，封装能确保用户在操作中外部对内部数据的影响，其次可以提高代码的复用性，以及对不合理操作的控制性。

在默认的情况下，Python类的变量和方法都是公有的，与其他编程语言不同的是，Python没有提供诸如private、public之类的属性，但Python使用下划线来表示：

如果类中的变量和函数，其名称以双下划线“__”开头，则该变量（函数）为私有变量（私有函数），其属性等同于 private。

当然，Python 类中还有以双下划线开头和结尾的类方法（例如类的构造函数__init__(self)），这些是 Python 内部定义的，用于 Python 内部调用。

要完成Python代码的封装，我们需要了解描述符、property()函数等的使用方法等等。

我们先来看看描述符的使用：

class cs:
    def __init__(self,p):
        self.p=p
    def __get__(self, instance, owner):
        if self.p>5:
            print('正确')
        else:
            print('错误')
        return self.p
class my1:
    x=cs(8)
t=my1()
print(t.x)
class my2:
    x=cs(3)
t=my2()
print(t.x)

输出结果：
正确
8
错误
3

从这个例子可以看到，如果一个类的某个属性有数据描述符，那么每次查找这个属性时，都会调用描述符的 __get__() 方法，并返回它的值；

同样，每次在对该属性赋值时，也会调用 __set__() 方法。

其实我们访问类的属性时，还是使用了‘类对象.属性’的办法，这是破坏封装原则的，我们可以使用下面的办法：

class abc:
    #构造函数
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    #设置 name 属性值的函数
    def setname(self,name):
        self.name = name
    #访问nema属性值的函数
    def getname(self):
        return self.name
    #删除name属性值的函数
    def delname(self):
        self.name="删除了"
c = abc("PHP教程")
#获取name属性值
print(c.getname())
#设置name属性值
c.setname("Python教程")
print(c.getname())
#删除name属性值
c.delname()
print(c.getname())

输出结果：
PHP教程
Python教程
删除了

但是这样，显然更麻烦了，Python为我们提供了property()函数，用法如下：
属性名=property(fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None)

其中，fget 参数用于指定获取该属性值的类方法，fset 参数用于指定设置该属性值的方法，fdel 参数用于指定删除该属性值的方法，最后的 doc 是一个文档字符串，用于说明此函数的作用。

举例如下：

class abc:
    #构造函数
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  #name必须使用私有属性，否则会陷入死循环
    #设置 name 属性值的函数
    def setname(self,name):
        self.__name = name
    #访问nema属性值的函数
    def getname(self):
        return self.__name
    #删除name属性值的函数
    def delname(self):
        self.__name="删除了"
    name = property(getname, setname, delname)
c = abc("PHP教程")#调用get属性
print(c.name)
c.name='Python教程'#调用set属性
print(c.name)
del c.name #调用del属性
print(c.name)

输出结果：
PHP教程
Python教程
删除了

上例中，property(getname, setname, delname)传入了3个参数，如果我们只是这样写：property(getname)，那么意味name属性是一个可读不可写的属性。

除了property()的方法外，Python还提供了@property装饰器：

class R:
    def __init__(self,a):
        self.__a = a
    @property
    def r(self):
        return self.__a**2
面积 = R(3)
#直接通过方法名来访问 area 方法
print("矩形的面积是：",面积.r)

输出结果：
矩形的面积是：9

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