一 引子

從封裝本身的意思去理解，封裝就好像是拿來一個麻袋，把小貓，小狗，小王八，還有alex一起裝進麻袋，然後把麻袋封上口子。照這種邏輯看，封裝=‘隱藏’，這種理解是相當片面的

二 先看如何隱藏

在python中用雙下劃線開頭的方式將屬性隱藏起來（設定成私有的）

#其實這僅僅這是一種變形操作且僅僅只在類定義階段發生變形
#類中所有雙下劃線開頭的名稱如__x都會在類定義時自動變形成：_類名__x的形式：

class A:
    __N=0 #類的資料屬性就應該是共享的,但是語法上是可以把類的資料屬性設定成私有的如__N,會變形為_A__N
    def __init__
 
(self):
        self.__X=10 #變形為self._A__X
    def __foo(self): #變形為_A__foo
        print('from A')
    def bar(self):
        self.__foo() #只有在類內部才可以通過__foo的形式訪問到.

#A._A__N是可以訪問到的，
#這種，在外部是無法通過__x這個名字訪問到。

這種變形需要注意的問題是：

1.這種機制也並沒有真正意義上限制我們從外部直接訪問屬性，知道了類名和屬性名就可以拼出名字：_類名__屬性，然後就可以訪問了，如a._A__N，

2.變形的過程只在類的定義時發生一次,在定義後的賦值操作，不會變形

3.在繼承中，父類如果不想讓子類覆蓋自己的方法，可以將方法定義為私有的

#正常情況
>>> class A:
...     def fa(self):
...         print('from A')
...     def test(self):
...         self.fa()
... 
>>> class B(A):
...     
 
def fa(self):
...         print('from B')
... 
>>> b=B()
>>> b.test()
from B
 

#把fa定義成私有的，即__fa
>>> class A:
...     def __fa(self): #在定義時就變形為_A__fa
...         print('from A')
...     def test(self):
...         self.__fa() #只會與自己所在的類為準,即呼叫_A__fa
... 
>>> class B(A):
...     def __fa(self):
...         print('from B')
... 
>>> b=B()
>>> b.test()
from A

三 封裝不是單純意義的隱藏

封裝的真諦在於明確地區分內外，封裝的屬性可以直接在內部使用，而不能被外部直接使用，然而定義屬性的目的終歸是要用，外部要想用類隱藏的屬性，需要我們為其開闢介面，讓外部能夠間接地用到我們隱藏起來的屬性，那這麼做的意義何在？？？

1：封裝資料：將資料隱藏起來這不是目的。隱藏起來然後對外提供操作該資料的介面，然後我們可以在介面附加上對該資料操作的限制，以此完成對資料屬性操作的嚴格控制。

class Teacher:
    def __init__(self,name,age):
        # self.__name=name
        # self.__age=age
        self.set_info(name,age)

    def tell_info(self):
        print('姓名:%s,年齡:%s' %(self.__name,self.__age))
    def set_info(self,name,age):
        if not isinstance(name,str):
            raise TypeError('姓名必須是字串型別')
        if not isinstance(age,int):
            raise TypeError('年齡必須是整型')
        self.__name=name
        self.__age=age


t=Teacher('egon',18)
t.tell_info()

t.set_info('egon',19)
t.tell_info()

2：封裝方法：目的是隔離複雜度

封裝方法舉例： 

1. 你的身體沒有一處不體現著封裝的概念：你的身體把膀胱尿道等等這些尿的功能隱藏了起來，然後為你提供一個尿的介面就可以了（介面就是你的。。。，），你總不能把膀胱掛在身體外面，上廁所的時候就跟別人炫耀：hi，man，你瞅我的膀胱，看看我是怎麼尿的。

2. 電視機本身是一個黑盒子，隱藏了所有細節，但是一定會對外提供了一堆按鈕，這些按鈕也正是介面的概念，所以說，封裝並不是單純意義的隱藏！！！

3. 快門就是傻瓜相機為傻瓜們提供的方法，該方法將內部複雜的照相功能都隱藏起來了

提示：在程式語言裡，對外提供的介面（介面可理解為了一個入口），可以是函式，稱為介面函式，這與介面的概念還不一樣，介面代表一組介面函式的集合體。

#取款是功能,而這個功能有很多功能組成:插卡、密碼認證、輸入金額、列印賬單、取錢
#對使用者來說,只需要知道取款這個功能即可,其餘功能我們都可以隱藏起來,很明顯這麼做
#隔離了複雜度,同時也提升了安全性

class ATM:
    def __card(self):
        print('插卡')
    def __auth(self):
        print('使用者認證')
    def __input(self):
        print('輸入取款金額')
    def __print_bill(self):
        print('列印賬單')
    def __take_money(self):
        print('取款')

    def withdraw(self):
        self.__card()
        self.__auth()
        self.__input()
        self.__print_bill()
        self.__take_money()

a=ATM()
a.withdraw()

3: 瞭解

python並不會真的阻止你訪問私有的屬性，模組也遵循這種約定，如果模組名以單下劃線開頭，那麼from module import *時不能被匯入,但是你from module import _private_module依然是可以匯入的

其實很多時候你去呼叫一個模組的功能時會遇到單下劃線開頭的(socket._socket,sys._home,sys._clear_type_cache),這些都是私有的，原則上是供內部呼叫的，作為外部的你，一意孤行也是可以用的，只不過顯得稍微傻逼一點點

python要想與其他程式語言一樣，嚴格控制屬性的訪問許可權，只能藉助內建方法如__getattr__，詳見面向物件進階

四 特性(property) 

什麼是特性property

property是一種特殊的屬性，訪問它時會執行一段功能（函式）然後返回值

例一：BMI指數（bmi是計算而來的，但很明顯它聽起來像是一個屬性而非方法，如果我們將其做成一個屬性，更便於理解）

class People:
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name=name
        self.weight=weight
        self.height=height
    @property
    def bmi(self):
        return self.weight / (self.height**2)

p1=People('egon',75,1.85)
print(p1.bmi)

例二：圓的周長和麵積 

import math
class Circle:
    def __init__(self,radius): #圓的半徑radius
        self.radius=radius

    @property
    def area(self):
        return math.pi * self.radius**2 #計算面積

    @property
    def perimeter(self):
        return 2*math.pi*self.radius #計算周長

c=Circle(10)
print(c.radius)
print(c.area) #可以向訪問資料屬性一樣去訪問area,會觸發一個函式的執行,動態計算出一個值
print(c.perimeter) #同上
'''
輸出結果:
314.1592653589793
62.83185307179586
'''

#注意：此時的特性arear和perimeter不能被賦值
c.area=3 #為特性area賦值
'''
丟擲異常:
AttributeError: can't set attribute
'''

為什麼要用property

將一個類的函式定義成特性以後，物件再去使用的時候obj.name,根本無法察覺自己的name是執行了一個函式然後計算出來的，這種特性的使用方式遵循了統一訪問的原則

除此之外，看下

ps：面向物件的封裝有三種方式:
【public】
這種其實就是不封裝,是對外公開的
【protected】
這種封裝方式對外不公開,但對朋友(friend)或者子類(形象的說法是“兒子”,但我不知道為什麼大家 不說“女兒”,就像“parent”本來是“父母”的意思,但中文都是叫“父類”)公開
【private】
這種封裝對誰都不公開

python並沒有在語法上把它們三個內建到自己的class機制中，在C++裡一般會將所有的所有的資料都設定為私有的，然後提供set和get方法（介面）去設定和獲取，在python中通過property方法可以實現

class Foo:
    def __init__(self,val):
        self.__NAME=val #將所有的資料屬性都隱藏起來

    @property
    def name(self):
        return self.__NAME #obj.name訪問的是self.__NAME(這也是真實值的存放位置)

    @name.setter
    def name(self,value):
        if not isinstance(value,str):  #在設定值之前進行型別檢查
            raise TypeError('%s must be str' %value)
        self.__NAME=value #通過型別檢查後,將值value存放到真實的位置self.__NAME

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

f=Foo('egon')
print(f.name)
# f.name=10 #丟擲異常'TypeError: 10 must be str'
del f.name #丟擲異常'TypeError: Can not delete'

class Foo:
    def __init__(self,val):
        self.__NAME=val #將所有的資料屬性都隱藏起來

    def getname(self):
        return self.__NAME #obj.name訪問的是self.__NAME(這也是真實值的存放位置)

    def setname(self,value):
        if not isinstance(value,str):  #在設定值之前進行型別檢查
            raise TypeError('%s must be str' %value)
        self.__NAME=value #通過型別檢查後,將值value存放到真實的位置self.__NAME

    def delname(self):
        raise TypeError('Can not delete')

    name=property(getname,setname,delname) #不如裝飾器的方式清晰

五 封裝與擴充套件性

封裝在於明確區分內外，使得類實現者可以修改封裝內的東西而不影響外部呼叫者的程式碼；而外部使用用者只知道一個介面(函式)，只要介面（函式）名、引數不變，使用者的程式碼永遠無需改變。這就提供一個良好的合作基礎——或者說，只要介面這個基礎約定不變，則程式碼改變不足為慮。

#類的設計者
class Room:
    def __init__(self,name,owner,width,length,high):
        self.name=name
        self.owner=owner
        self.__width=width
        self.__length=length
        self.__high=high
    def tell_area(self): #對外提供的介面，隱藏了內部的實現細節，此時我們想求的是面積
        return self.__width * self.__length


#使用者
>>> r1=Room('臥室','egon',20,20,20)
>>> r1.tell_area() #使用者呼叫介面tell_area
400


#類的設計者，輕鬆的擴充套件了功能，而類的使用者完全不需要改變自己的程式碼
class Room:
    def __init__(self,name,owner,width,length,high):
        self.name=name
        self.owner=owner
        self.__width=width
        self.__length=length
        self.__high=high
    def tell_area(self): #對外提供的介面，隱藏內部實現，此時我們想求的是體積,內部邏輯變了,只需求修該下列一行就可以很簡答的實現,而且外部呼叫感知不到,仍然使用該方法，但是功能已經變了
        return self.__width * self.__length * self.__high


#對於仍然在使用tell_area介面的人來說，根本無需改動自己的程式碼，就可以用上新功能
>>> r1.tell_area()
8000