python:函數資料封裝

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資料封裝

 

物件導向編程的一個重要特點就是資料封裝。在上面的Student類中，每個執行個體就擁有各自的name和score這些資料。我們可以通過函數來訪問這些資料，比如列印一個學生的成績：

>>> def print_score(std):...     print(‘%s: %s‘ % (std.name, std.score))...>>> print_score(bart)Bart Simpson: 59

但是，既然Student執行個體本身就擁有這些資料，要訪問這些資料，就沒有必要從外面的函數去訪問，可以直接在Student類的內部定義訪問資料的函數，這樣，就把“資料”給封裝起來了。這些封裝資料的函數是和Student類本身是關聯起來的，我們稱之為類的方法：

 

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，只需要在執行個體變數上直接調用，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，建立執行個體需要給出name和score，而如何列印，都是在Student類的內部定義的，這些資料和邏輯被“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執行個體變數的方法來操作資料，這樣，就隱藏了內部的複雜邏輯。

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執行個體的name、score屬性：

>>> bart = Student(‘Bart Simpson‘, 59)>>> bart.score59>>> bart.score = 99>>> bart.score99

如果要讓內部屬性不被外部存取，可以把屬性的名稱前加上兩個底線__，在Python中，執行個體的變數名如果以__開頭，就變成了一個私人變數（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，沒什麼變動，但是已經無法從外部存取執行個體變數.__name和執行個體變數.__score了：

>>> bart = Student(‘Bart Simpson‘, 59)>>> bart.__nameTraceback (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擷取name和score怎麼辦？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怎麼辦？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，為什麼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特殊變數__xxxx___：需要注意的是，在Python中，變數名類似__xxx__的，也就是以雙底線開頭，並且以雙底線結尾的，是特殊變數，特殊變數是可以直接存取的，不是private變數，所以，不能用__name__、__score__這樣的變數名。

python約定的私人變數_xxxx： 有些時候，你會看到以一個底線開頭的執行個體變數名，比如_name，這樣的執行個體變數外部是可以訪問的，但是，按照約定俗成的規定，當你看到這樣的變數時，意思就是，“雖然我可以被訪問，但是，請把我視為私人變數，不要隨意訪問”。

python私人變數__xxxx開頭: 雙底線開頭的執行個體變數是不是一定不能從外部存取呢？其實也不是。不能直接存取__name是因為Python解譯器對外把__name變數改成了_Student__name，所以，仍然可以通過_Student__name來訪問__name變數：

 

>>> bart._Student__name‘Bart Simpson‘

 

但是強烈建議你不要這麼幹，因為不同版本的Python解譯器可能會把__name改成不同的變數名。

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。

最後注意下面的這種錯誤寫法：

 

>>> bart = Student(‘Bart Simpson‘, 59)>>> bart.get_name()‘Bart Simpson‘>>> bart.__name = ‘New Name‘ # 設定__name變數！>>> bart.__name‘New Name‘

表面上看，外部代碼“成功”地設定了__name變數，但實際上這個__name變數和class內部的__name變數不是一個變數！內部的__name變數已經被Python解譯器自動改成了_Student__name，而外部代碼給bart新增了一個__name變數。不信試試：

>>> bart.get_name() # get_name()內部返回self.__name‘Bart Simpson‘

 

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