python中封装的优缺点

Python012

python中封装的优缺点,第1张

1 封装概述

封装(Encapsulation),指的是在设计类时, 将不需要对外提供的内容都隐藏起来,提供公共方法以供外部对其访问。

具体指的是刻意地将一些属性和方法隐藏(私有化)在类的内部,这样在使用此类时,将无法直接以类对象.属性名、或 类对象.方法名(参数) 的形式调用这些私有属性或私有方法,而只能用未隐藏的公有方法间接操作这些隐藏的私有属性和私有方法。

封装的优点,如下所示:

封装保证了类内部数据结构的完整性:封装之后,用户无法直接看到类中的数据结构,只能使用类允许公开的数据(通常指公有方法),很好地避免了外部对内部数据的影响,提高了程序的可维护性。

封装数据可以很好的保护隐私。

封装方法的主要原因是隔离复杂度。

封装提高了代码的复用性。

还可以轻松实现避免用户对类中属性和方法的不合理操作:用户只能借助暴露出来的类方法来访问数据,我们只需要在这些暴露的方法中加入适当的控制逻辑,即可轻松实现用户对类中属性或方法的不合理操作。

2 Python 类的简单封装

为了实现 Python 类的封装,Python 采取了下面的方法:

公有(共有):默认情况下,类中的变量和方法都是公有的,它们的名称前都没有下划线,公有的变量和方法,在类的外部、类内部以及子类中,都可以正常访问。

私有:类中的变量或方法以双下划线 __ 开头命名,则该变量或方法为私有的,私有的变量或方法,只能在本类内部使用,类的外部以及子类都无法使用。

也有把变量名或方法名以单下划线 _ 开头定义的,通常也表示私有的。

日常生活中可以看到很多的汽车,汽车包括车轮、发动机、车架等零部件。可以在车架上安装车轮,然后安装发动机,最后安装其他零件,刷漆。就形成了汽车。这个过程,是把各种零件放到车架上的过程。但思考一下,对于开车的人,需要关注车的内部结构吗?答案显然是否定的。汽车对外提供了方向盘、油门等去调用内部结构从而进行行驶。由这个例子可以总结出,汽车就是各种零件经过封装得到的产物,同时提供给驾驶人操控汽车需要的接口设备。这就是生活中的封装。

我们可以看到生活中的封装有很多好处。具体有如下的几条好处:

①隐藏了实现细节,在使用时没必要关注具体实现。

②安全性好,内部细节隐藏了,就不能随意破坏。

③对外提供接口方便使用。

④可维护性好,方便修改实现,修改完成后,对外接口不变,对用户使用无影响。

⑤方便重用,任何一个会开车的人都可以驾驶汽车,只要对外的接口相同就行了。

总之,封装就是将抽象得到的属性和方法形成“类”,并将类内部信息进行隐藏,对外公开接口的机制。封装限制从类外访问,从而提升代码安全性和可维护性。

封装的内涵是把抽象得到的属性和方法进行了封装,对于方法,隐藏了具体的实现,提供了方法名供使用者调用。对于成员变量也进行隐藏,通过方法对外提供访问接口。通过封装,限制了直接访问成员变量,通过方法,增加验证逻辑,提高了安全性和可维护性。

封装的外延是按照内聚性、一致性、封装性、清晰性、完整性进行类的封装。

内聚性就是类应该描述一个单一的实体。例如,学生姓名和教师所带班级不是单一实体的属性,不能组合在一个类中。

一致性就是类、成员变量、方法名要有意义,并且顺序是成员变量、构造方法、普通方法。

封装性就是类中成员变量是私有属性,通过getter/setter访问。

清晰性是指类的结构应该是易于解释和理解的。

完整性是需要充分考虑多种不同用户设计,应该能通过属性和方法提供多种方案以适应用户不同需求。例如,字符串中有很多方法,同时这些方法可以组合完成各种任务。

关于Python的基础问题可以看下这个网页的视频教程,网页链接,希望我的回答能帮到你。

封装其实分为两个层面,但无论哪种层面的封装,都要对外界提供好访问你内部隐藏内容的接口(接口可以理解为入口,有了这个入口,使用者无需且不能够直接访问到内部隐藏的细节,只能走接口,并且我们可以在接口的实现上附加更多的处理逻辑,从而严格控制使用者的访问)

第一个层面的封装(什么都不用做):创建类和对象会分别创建二者的名称空间,我们只能用类名.或者obj.的方式去访问里面的名字,这本身就是一种封装。print(m1.brand) #实例化对象(m1.)

print(motor_vehicle.tag) #类名(motor_vehicle.)

-------------输出结果---------注意:对于这一层面的封装(隐藏),类名.和实例名.就是访问隐藏属性的接口

第二个层面的封装:类中把某些属性和方法隐藏起来(或者说定义成私有的),只在类的内部使用、外部无法访问,或者留下少量接口(函数)供外部访问。

Python中私有化的方法也比较简单,即在准备私有化的属性(包括方法、数据)名字前面加两个下划线即可。