Python学习手册之数据封装、类方法、静态方法和属性函数

在上一篇文章中，我们介绍了 Python 的内部方法、操作符重载和对象生命周期，现在我们介绍 Python 的数据封装、类方法、静态方法和属性函数。查看上一篇文章请点击：https://www.cnblogs.com/dustman/p/10017357.html

数据封装
面向对象编程的一个关键部分是封装，它涉及将相关变量和函数打包到一个简单易用的对象（类的一个实例）中。
一个相关的概念是隐藏数据，它隐藏了类的实现细节，并提供一个干净的标准接口。
在其它编程语言中，通常是通过私有方法和属性完成的，这些方法和属性阻止了对类中某些方法和属性的外部访问。
Python 的设计哲学略有不同。它认为 "我们都是成年人"，这意味着你不应该对类的访问设计任意的限制。因此，没有任何方法强制方法或属性是严格私有的。

但是，还是有一些方法可以阻止人们访问类的内部私有成员。

弱私有方法和属性在开头只有一个下划线。
这表明它们是私有的，不应该被外部代码使用。但是，它们基本上只有一个约定，并不阻止外部代码访问它们。
它唯一的实际效果是，从模块导入 from module_name import * 不会导入以单个下划线开头的变量。

class Name():
 def __init__(self):
  self.__name = None

 def getName(self):
  return self.__name

 def setName(self, string):
  #判断value的值是不是整型
  if isinstance(string, str):
   self.__name = string
  else:
   print("Error:不是字符串")

m1 = Name()
print(m1.getName())
m1.setName("Lisi")
print(m1.getName())
m1.setName(10086)
m1.__name = "WangWu"
print(m1.__name)

运行结果：

>>>
None
Lisi
Error:不是字符串
WangWu
>>>

上面的例子，属性 __Name 标记为私有，但是还是可以被外部代码访问。

弱私有方法和属性的名称开头有双下划线，这意味着它们不能从类之外被访问。
这样做的目的并不是确保它们是私有的，而是如果又具有相同名称的方法和属性的子类，则可以避免出现 bug。
使用这种方法直接访问是无法访问的，但可以通过不同的名称访问。Name 类的私有方法 __privatemethod 可以通过 _Name__privatemethod 方法进行外部访问。

class Name():
 __name = "ZS"
 def print_name(self):
  print(self.__name)

n = Name()
n.print_name()
print(n._Name__name)
print(n.__Name)

运行结果：

>>>
ZS
ZS
AttributeError: 'Name' object has no attribute '__Name'
>>>

基本上，Python 通过内部更改名称以包含类名来保护这些成员。

类方法

目前为止，我们所看到调用对象的方法都是有类的一个实例调用的，然后传递给方法的 self 参数。
类方法是不同的 -- 它们由一个类调用，该类被传递给方法的 cls 参数。
类方法的常见用途是工厂方法，它们使用与传递的类构造函数的参数不同的参数来实例化实例。
类方法被装饰符 @classmethod 标记为类方法。

class Book():
 def __init__(self, title):
  self.title = title

 @classmethod
 def class_method_create(cls, title):
  book = cls(title=title)
  return book

book1 = Book("use instance_method_create book instance：追风筝的人")
book2 = Book.class_method_create("use class_method_create book instance：百年孤独")
print(book1.title)
print(book2.title)

运行结果：

>>>
use instance_method_create book instance：追风筝的人
use class_method_create book instance：百年孤独
>>>

class_method_create 是类方法，它不在类的实例上调用。而是通过类的方法调用，它返回类 cls 的一个新对象。

从技术上将，self 和 cls 参数只是约定；它可以更改为其他任何东西。但是，这种约定被大多数人遵循。

静态方法
静态方法与类方法相似，只是没有任何附加参数比如 self 和 cls。它们与属于类函数的使用方法相同。它们被静态方法装饰器 @staticmethod 定义。

class Book():
 def __init__(self, title):
  self.title = title

 @staticmethod
 def static_method_create(title):
  book = Book(title)
  return book

book1 = Book("use instance_method_create book instance：追风筝的人")
book3 = Book.static_method_create("use static_method_create book instance：活着")
print(book1.title)
print(book3.title)

运行结果：

>>>
use instance_method_create book instance：追风筝的人
use static_method_create book instance：活着
>>>

静态方法的行为类似于普通函数，除了不可以从类的实例中调用它们。

属性函数
属性函数提供一种定制化的访问属性的方法
有些时候我们不想让外界修改属性值，那么通过将属性装饰器 @property 放在方法的上方创建属性函数。这意味着当访问同名的实例属性时，将调用该方法。

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

 @property
 def name(self):
  return self._name

a = Animal('black dog', 3)
a.age = 12
print('Name:', a.name)
print('Age:', a.age)

运行结果：

>>>
Name: black dog
Age: 12
>>>

下面例子定义了 Animal 类的 isRed 的属性。

class Animal():
 def __init__(self, color):
  self.color = color

 @property
 def isRed(self):
  if self.color == 'red':
   return True
  else:
   return False

a = Animal("red")
print(a.isRed)

运行结果：

>>>
True
>>>

属性函数同样可以使用 setter/getter 设置读写方法。
setter 函数定义设置属性的值。getter 函数定义获取属性的值。
要定义获取属性值的函数，使用属性名后面跟着 .setter 关键词，同样 .getter 定义了这个方式属于获取属性值的函数。

class Animal(object):
 def __init__(self, name, age):
  self._name = name
  self._age = age
  self._color = 'Black'

 @property
 def name(self):
  return self._name

 @name.setter
 def name(self, value):
  if isinstance(value,str):
   self._name = value
  else:
   self._name = 'No name'

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

 @age.setter
 def age(self, value):
  if value > 0 and value < 100:
   self._age = value
  else:
   self._age = 0

a = Animal('black dog', 3)
print('Name:', a.name)
print('Age:', a.age)
a.name = 'white dog'
a.age = 180
print('Name:', a.name)
print('Age:', a.age)

运行结果：

>>>
Name: black dog
Age: 3
Name: white dog
Age: 0
>>>

“为什么在这个世界上，有95%的人会无法成功，而只有那少数的5%会成功，因为大多数人的心里存在着这三个字：不可能。”