Python札记37_多态和封装（私有化）

在Python中前面几篇札记中的继承，和本文中即将讲解的多态和封装是面向对象编程 OOP的三个重要特征。

• Python不在乎引用对象的类型，多态是对象多种表现形式的体现。
• 私有化属性加上双下划线：self.__name，在类的外面不能够直接调用
• 私有化属性通过加上接口，能够执行调用
• 通过@property装饰器来调用私有化属性

多态

概念

多态：Polymorphism，同一种行为具有不同的表现形式和形态的能力，对象多种表现形式的体现。相同的信息给与不同的对象就会引发不同的动作。

"this is a book".count("s")   # 2

[1,2,3,4,2,1,2,3,2].count(2)  # 4



f = lambda x, y: x + y

f(2, 3)  # 5

f("python", "Peter")   # 'pythonPeter'

f(["python", "java"], ["shenzhen", "changsha"])  # ['python', 'java', 'shenzhen', 'changsha']

repr函数

repr()函数是将输入的任何对象返回一个字符串，多态的代表之一。

repr([1,2,3])  # '[1,2,3]'

repr(1)   # '1'

使用repr函数写个小函数：输出某个字符串的长度

def length(x):

    print("the length of", repr(x), "is", len(x))



if __name__ == '__main__':

    result = length("python")

结果：

the length of 'python' is 6

多态不是万能的，比如上面的函数中如果传入的是int型，则会报错，因为int是没有len的：

if __name__ == '__main__':

    result = length(6)



运行报错：

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-15-e95fb07fc2fd> in <module>

      1 if __name__ == '__main__':

----> 2     result = length(6)



<ipython-input-14-163c4fcaa1fa> in length(x)

      1 def length(x):

----> 2     print("the length of", repr(x), "is", len(x))

      3 

      4 if __name__ == '__main__':

      5     result = length("python")



TypeError: object of type 'int' has no len()   # int型没有len方法

特点

• Python是一种不需要预编译的语言，只有在运行的时候才确定状态，但是最终还是编译啦，只是结果报错。
• Python天生就是一种多态的语言。
• 多态就是同一种行为具有不同的表现形式和形态的能力

多态特征

看一段多态特征的经典代码

class Pet:

    def speak(self):

        pass



class Cat(Pet):

    def speak(self):

        print("this is a cat")

        

class Dog(Pet):

    def speak(self):

        print("this is a dog")

        

def command(pet):   # 不要求传入的参数必须是Pet类

    pet.speak()  # Python不关心引用的对象是什么类型，只要参数有speak()方法即可；

    

pets = [Cat(), Dog()]   # 列表中的两个对象都有speak()方法



for pet in pets:

    command(pet)  # 将两个列表对象分别传进来

结果

this is a cat

this is a dog

上面代码中Pet类是多余的，将上述代码进行修改

class Cat:   # 继承自object

    def speak(self):

        print("this is a cat")

        

class Dog:

    def speak(self):

        print("this is a dog")

        

class Duck:  # 增加一个Duck类，继承自object父类；同时有3个方法，包含speak()

    def bow(self):

        print("hello python")

        

    def speak(self):

        print("this is a duck")

        

    def drive(self):

        print("this is a car")

        

def command(pet):

    pet.speak()   # 同上：传入的参数有speak()方法即可

    

pets = [Cat(), Dog(), Duck()]



for pet in pets:

    command(pet)

结果：

this is a cat

this is a dog

this is a duck

总结：

• Python不检查传入对象的类型
• 上述方式称之为隐式类型Laten Typing，或者结构式类型Structural Typing，或者鸭子类型Duck Typing
• 鸭子类型是动态类型的一种风格，在这种方式中一个对象是由当前方法和属性的集合决定
• 鸭子类型可以向任何对象发送消息。

封装和私有化

私有化

在Python中私有化很简单，就是在准备私有化的属性（方法、函数或者数据）前面加上双下划线__。通过例子来理解私有化：

class Protect:

    def __init__(self):

        self.me = "Peter"

        self.__name = "xiaoming"

        

    def __python(self):

        print("I love python")

        

    def code(self):

        print("which language do you like best")

        self.__python()

        

if __name__ == "__main__":

    p = Protect()

    print(p.me)

    print(p.__name)



# 结果

Peter

---------------------------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-30-6cb94e6fe732> in <module>

     14     p = Protect()

     15     print(p.me)

---> 16     print(p.__name)



AttributeError: 'Protect' object has no attribute '__name'   # Protect类没有__name属性

报错原因：属性被隐藏，在类的外面无法调用

class Protect:

    def __init__(self):

        self.me = "Peter"

        self.__name = "xiaoming"

        

    def __python(self):

        print("I love python")

        

    def code(self):

        print("which language do you like best")

        self.__python()

        

if __name__ == "__main__":

    p = Protect()

    print(p.code())      # 通过code()这个接口执行__python()方法

    print(p.__python)    # 直接调用会报错

结果

which language do you like best

I love python

------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-35-530c2f325779> in <module>

     14     p = Protect()

     15     print(p.code())   # 通过code函数调用成功

---> 16     print(p.__python)    # 直接调用被隐藏



AttributeError: 'Protect' object has no attribute '__python'

如何调用私有属性

上述的代码实现了封装，如果想调用私有属性，通过装饰器@property。

class Protect:  # 创建类

    def __init__(self):  # 初始化函数

        self.me = "Peter"

        self.__name = "xiaoming"   # 私有属性加上双下划线

    

    @property  # 通过装饰器调用私有属性

    def name(self):

        return self.__name  # 调用私有属性

    

if __name__ == "__main__":

    p = Protect()    # 调用类，创建实例 

    print(p.name)    # 调用name属性