python:函數數據封裝
數據封裝
面向對象編程的一個重要特點就是數據封裝。在上面的Student
類中,每個實例就擁有各自的name
和score
這些數據。我們可以通過函數來訪問這些數據,比如打印一個學生的成績:
>>> def print_score(std): ... print(‘%s: %s‘ % (std.name, std.score)) ... >>> print_score(bart) Bart Simpson: 59
但是,既然Student
實例本身就擁有這些數據,要訪問這些數據,就沒有必要從外面的函數去訪問,可以直接在Student
類的內部定義訪問數據的函數,這樣,就把“數據”給封裝起來了。這些封裝數據的函數是和Student
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))
要定義一個方法,除了第一個參數是self
外,其他和普通函數一樣。要調用一個方法,只需要在實例變量上直接調用,除了self
不用傳遞,其他參數正常傳入:
>>> bart.print_score() Bart Simpson:59
這樣一來,我們從外部看Student
類,就只需要知道,創建實例需要給出name
和score
,而如何打印,都是在Student
類的內部定義的,這些數據和邏輯被“封裝”起來了,調用很容易,但卻不用知道內部實現的細節。
封裝的另一個好處是可以給Student
類增加新的方法,比如get_grade
:
class Student(object): ... def get_grade(self): if self.score >= 90: return ‘A‘ elif self.score >= 60:return ‘B‘ else: return ‘C‘
限制訪問
在Class內部,可以有屬性和方法,而外部代碼可以通過直接調用實例變量的方法來操作數據,這樣,就隱藏了內部的復雜邏輯。
但是,從前面Student類的定義來看,外部代碼還是可以自由地修改一個實例的name
、score
屬性:
>>> bart = Student(‘Bart Simpson‘, 59) >>> bart.score 59 >>> bart.score = 99 >>> bart.score 99
如果要讓內部屬性不被外部訪問,可以把屬性的名稱前加上兩個下劃線__
,在Python中,實例的變量名如果以__
開頭,就變成了一個私有變量(private),只有內部可以訪問,外部不能訪問,所以,我們把Student類改一改:
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))
改完後,對於外部代碼來說,沒什麽變動,但是已經無法從外部訪問實例變量.__name
和實例變量.__score
了:
>>> bart = Student(‘Bart Simpson‘, 59) >>> bart.__name Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: ‘Student‘ object has no attribute ‘__name‘
這樣就確保了外部代碼不能隨意修改對象內部的狀態,這樣通過訪問限制的保護,代碼更加健壯。
但是如果外部代碼要獲取name和score怎麽辦?可以給Student類增加get_name
和get_score
這樣的方法:
class Student(object): ... def get_name(self): return self.__name def get_score(self): return self.__score
如果又要允許外部代碼修改score怎麽辦?可以再給Student類增加set_score
方法:
class Student(object): ... def set_score(self, score): self.__score = score
你也許會問,原先那種直接通過bart.score = 99
也可以修改啊,為什麽要定義一個方法大費周折?因為在方法中,可以對參數做檢查,避免傳入無效的參數!!!:
class Student(object): ... def set_score(self, score): if 0 <= score <= 100: self.__score = score else: raise ValueError(‘bad score‘)
python特殊變量__xxxx___:需要註意的是,在Python中,變量名類似__xxx__
的,也就是以雙下劃線開頭,並且以雙下劃線結尾的,是特殊變量,特殊變量是可以直接訪問的,不是private變量,所以,不能用__name__
、__score__
這樣的變量名。
python約定的私有變量_xxxx: 有些時候,你會看到以一個下劃線開頭的實例變量名,比如_name
,這樣的實例變量外部是可以訪問的,但是,按照約定俗成的規定,當你看到這樣的變量時,意思就是,“雖然我可以被訪問,但是,請把我視為私有變量,不要隨意訪問”。
python私有變量__xxxx開頭: 雙下劃線開頭的實例變量是不是一定不能從外部訪問呢?其實也不是。不能直接訪問__name
是因為Python解釋器對外把__name
變量改成了_Student__name
,所以,仍然可以通過_Student__name
來訪問__name
變量:
>>> bart._Student__name ‘Bart Simpson‘
但是強烈建議你不要這麽幹,因為不同版本的Python解釋器可能會把__name
改成不同的變量名。
總的來說就是,Python本身沒有任何機制阻止你幹壞事,一切全靠自覺。
最後註意下面的這種錯誤寫法:
>>> bart = Student(‘Bart Simpson‘, 59) >>> bart.get_name() ‘Bart Simpson‘ >>> bart.__name = ‘New Name‘ # 設置__name變量! >>> bart.__name ‘New Name‘
表面上看,外部代碼“成功”地設置了__name
變量,但實際上這個__name
變量和class內部的__name
變量不是一個變量!內部的__name
變量已經被Python解釋器自動改成了_Student__name
,而外部代碼給bart
新增了一個__name
變量。不信試試:
>>> bart.get_name() # get_name()內部返回self.__name ‘Bart Simpson‘
python:函數數據封裝