Python面向对象之装饰器与封装详解

在看一些源码过程中，经常会遇到@，如果之前学习Python没有学习过装饰器的话，会很懵，今天在复习Python的过程中又遇到了，于是写了本文。本文也是Python系列文章的第5篇。

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系列文章：

【Python 基础】一文补齐Python基础知识
【趣学Python：B站四大恶人】一文掌握列表、元组、字典、集合
【Python进阶】一文掌握Python函数用法
【Python进阶】Python面向对象之类与对象详解
【Python进阶】Python面向对象之装饰器与封装详解
【Python进阶】Python面向对象之继承和多态详解
【Python进阶】Python异常处理和模块详解
【Python进阶】Python文件(I/O)操作详解

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1. 封装

1.1 封装简介

• 封装是面向对象的三大特性之一；
• 封装指的是隐藏对象中一些不希望被外部所访问到的属性或方法；

1.如何隐藏一个对象中的属性？

• 将对象的属性名，修改为一个外部不知道的名字。

class Dog:
    '''
    表示狗的类
    '''
    def __init__(self, name):
        self.hidden_name = name

    def say_hello(self):
        print('你家狗的名字是：%s'%self.hidden_name) 

your_dog = Dog('旺财')
your_dog.say_hello() #-->你家狗的名字是：旺财

2.如何获取（修改）对象中的属性？

• 需要提供一个 getter 和 setter 方法使外部可以访问到属性。
  • getter 获取对象中的指定属性（get_属性名）；
  • setter 用来设置对象的指定属性（set_属性名）；

class Dog:
    '''
    表示狗的类
    '''
    def __init__(self, name):
        self.hidden_name = name

    def say_hello(self):
        print('你家狗的名字是：%s'%self.hidden_name) 
        
    def get_name(self):
        '''
        get_name()用来获取对象的name属性
        '''    
        return ('你家狗的新名字为：%s'%self.hidden_name)

    def set_name(self, name):
        self.hidden_name = name

your_dog = Dog('旺财')
your_dog.say_hello()

your_dog.set_name('蛋挞')
your_dog.get_name()

你家狗的名字是：旺财
'你家狗的新名字为：蛋挞'

使用封装，确实增加了类的定义的复杂程度，但是它也确保了数据的安全性。

1. 隐藏了属性名，使调用者无法随意的修改对象中的属性；
2. 增加了 getter 和 setter 方法，很好的控制的属性是否是只读的；
   • 如果希望属性是只读的，则可以直接去掉 setter 方法；
   • 如果希望属性不能被外部访问，则可以直接去掉 getter 方法；
   • getter方法是有返回值的，setter方法没有返回值；
3. 使用setter方法设置属性，可以增加数据的验证，确保数据的值是正确的；例如：

def set_age(self, age):
	# 增加数据验证，当年龄是正数时，才能写入
	if age > 0 :
		self.hidden_age = age 

4. 使用getter方法获取属性，使用setter方法设置属性；可以在读取属性和修改属性的同时做一些其他的处理。
5. 使用getter方法可以表示一些计算的属性。

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1.2 隐藏类中的属性

class Rectangle:
    '''
        表示矩形的类
    '''
    def __init__(self, width, height):
        self.hidden_width = width
        self.hidden_height = height

    def get_width(self):
        return self.hidden_width

    def get_height(self):
        return self.hidden_height   

    def set_width(self , width):
        self.hidden_width = width 

    def set_height(self , height):
        self.hidden_height = height 

    def get_area(self):
        return self.hidden_width * self.hidden_height        

r = Rectangle(5,2)  
r.set_width(10)
r.set_height(20)

print(r.get_area()) #-->200

1.2.1 隐藏属性

• 可以为对象的属性使用双下划线开头，__xxx；
• 双下划线开头的属性，是对象的隐藏属性，隐藏属性只能在类的内部访问，无法通过对象访问；
• 其实隐藏属性只不过是Python自动为属性改了一个名字，实际上是将名字修改为：_类名__属性名；比如 __name --> _Person__name；下例中的语句实现隐藏属性的修改：p._Person__name = '猪八戒'

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

    def get_name(self):
        return self.__name

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

p = Person('孙悟空')

#print(p.__name) __开头的属性是隐藏属性，无法通过对象访问（报错：SyntaxError: invalid character in identifier）
p.__name = '猪八戒'
print(p._Person__name) #-->孙悟空
# 修改隐藏属性，没有特殊需要不要这么做
p._Person__name = '猪八戒'
print(p.get_name()) #-->猪八戒

• 使用 __ 开头的属性，实际上依然可以在外部访问，所以这种方式我们一般不用；
• 一般我们会将一些私有属性（不希望被外部访问的属性）以 _ 开头；
• 一般情况下，使用 _ 开头的属性都是私有属性，没有特殊需要不要修改私有属性；

class Person:
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    def get_name(self):
        return self._name

    def set_name(self , name):
        self._name = name   

p = Person('孙悟空')
print(p._name)

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1.3 property装饰器

需求：像属性一样用，但实际上用的是方法，调用更简洁；

• property 装饰器，用来将一个 get 方法转换为对象的属性；
• 添加为 property 装饰器以后，我们就可以像调用属性一样使用get方法；

class Person:
    
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    @property
    def name(self):
        print('get方法执行了~~~')
        return self._name

p = Person('孙悟空')
# print(p.name()) #报错TypeError: 'str' object is not callable
print(p.name) #实际上是调用get方法

setter方法的装饰器：@属性名.setter 实现属性修改：

class Person:
    def __init__(self,name):
        self._name = name

    # 使用property装饰的方法，必须和属性名是一样的
    @property    
    def name(self):
        print('get方法执行了~~~')
        return self._name

    # setter方法的装饰器：@属性名.setter
    @name.setter    
    def name(self, name):
        print('setter方法调用了')
        self._name = name
        
p = Person('孙悟空')
print('修改前：%s'%p.name)
p.name = '猪八戒'
print('修改后：%s'%p.name)

输出：

get方法执行了~~~
修改前：孙悟空
setter方法调用了
get方法执行了~~~
修改后：猪八戒

添加年龄属性：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self._name = name
        self._age = age

    @property    
    def name(self):
        print('get方法执行了~~~')
        return self._name

    # setter方法的装饰器：@属性名.setter
    @name.setter    
    def name(self, name):
        print('setter方法调用了')
        self._name = name        

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

    @age.setter    
    def age(self, age):
        self._age = age


p = Person('孙悟空', 500)
print('修改前：%s %s'%(p.name, p.age))

p.name = '猪八戒'
p.age = 1000
print('修改后：%s %s'%(p.name, p.age))

输出：

get方法执行了~~~
修改前：孙悟空 500
setter方法调用了
get方法执行了~~~
修改后：猪八戒 1000

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参考：https://edu.aliyun.com/course/1782