翻译:《实用的Python编程》05_02_Classes_encapsulation
目录 | 上一节 (5.1 再谈字典) | 下一节 (6 生成器)
5.2 类和封装
创建类时,通常会尝试将类的内部细节进行封装。本节介绍 Python 编程中有关封装的习惯用法(包括私有变量和私有属性)。
Public vs Private
虽然类的主要作用之一是封装对象的属性和内部实现细节。但是,类还定义了外界用来操作该对象的公有接口(public interface)。实现细节与公有接口之间的区别很重要。
问题
在 Python 中,几乎所有与类和对象有关的东西都是开放(open)的。
- 可以轻松地查看对象的内部细节。
- 可以随意地修改。
- 没有访问控制的概念(例如:私有类成员)。
如何隔离内部实现的细节,这是一个问题。
Python 封装
Python 依赖编程约定来指示某些东西的用途。这就约定基于命名。有一种普遍的态度是,程序员应该遵守规则,而不是让语言来强制执行规则。
私有属性
以下划线 _
开头的任何属性被认为是私有的(private)。
class Person(object):
def __init__(self, name):
self._name = 0
如前所述,这这是一种编程风格。你仍然可以对这些私有属性进行访问和修改。
>>> p = Person('Guido')
>>> p._name
'Guido'
>>> p._name = 'Dave'
>>>
一般来说,一个以下划线 _
开头的名称被认为是内部实现,无论该名称是变量名、函数名还是模块名。如果你发现自己直接使用这些名称,那么你可能在做一些错误的事情。你应该寻找更高级的功能。
简单属性
考虑下面这个类:
class Stock:
def __init__(self, name, shares, price):
self.name = name
self.shares = shares
self.price = price
这里有一个让人惊讶的特性,你可以给属性设置任何值:
>>> s = Stock('IBM', 50, 91.1)
>>> s.shares = 100
>>> s.shares = "hundred"
>>> s.shares = [1, 0, 0]
>>>
你可能会想要对此进行检查(译注:例如 shares
表示的是股份数目,值应该是整数。所以给 shares
赋值时应该对值进行检查。如果检查发现给 shares
赋的值不是整数,那么应该触发一个 TypeError
异常):
s.shares = '50' # Raise a TypeError, this is a string
这时候你会怎么做?
托管属性
方法一:引进访问方法(accessor methods)。
class Stock:
def __init__(self, name, shares, price):
self.name = name
self.set_shares(shares)
self.price = price
# Function that layers the "get" operation
def get_shares(self):
return self._shares
# Function that layers the "set" operation
def set_shares(self, value):
if not isinstance(value, int):
raise TypeError('Expected an int')
self._shares = value
糟糕的是,这破坏了我们的已有代码。例如:之前是通过 s.shares = 50
给 shares
赋值的,那么现在就要改成s.set_shares(50)
给 shares
赋值,这很不好。
特征属性(Properties)
方法二:
class Stock:
def __init__(self, name, shares, price):
self.name = name
self.shares = shares
self.price = price
@property
def shares(self):
return self._shares
@shares.setter
def shares(self, value):
if not isinstance(value, int):
raise TypeError('Expected int')
self._shares = value
现在,普通属性(normal attribute)的访问触发了 @property
和 @shares.setter
下的 getter 方法和 setter 方法。
>>> s = Stock('IBM', 50, 91.1)
>>> s.shares # Triggers @property
50
>>> s.shares = 75 # Triggers @shares.setter
>>>
使用该方法,不需要对源代码做任何修改。在类内(包括在 __init__()
方法内)有赋值的时候,直接调用新的 setter:
class Stock:
def __init__(self, name, shares, price):
...
# This assignment calls the setter below
self.shares = shares
...
...
@shares.setter
def shares(self, value):
if not isinstance(value, int):
raise TypeError('Expected int')
self._shares = value
特征属性和私有名称( private names)的使用之间经常会出现混淆。尽管特征属性内部使用的是私有名称,如 _shares
。类的其它地方(不是特征属性),仍可以继续使用诸如 shares
这样的名称。
特征属性对于计算数据属性也非常有用。
class Stock:
def __init__(self, name, shares, price):
self.name = name
self.shares = shares
self.price = price
@property
def cost(self):
return self.shares * self.price
...
这允许你删除 cost 后面的括号,隐藏 cost 是一个方法的事实:
>>> s = Stock('GOOG', 100, 490.1)
>>> s.shares # Instance variable
100
>>> s.cost # Computed Value
49010.0
>>>
统一访问
最后一个例子展示了如何在对象上放置一个更加统一的接口。如果不这样做,对象使用起来可能会令人困惑。
>>> s = Stock('GOOG', 100, 490.1)
>>> a = s.cost() # Method
49010.0
>>> b = s.shares # Data attribute
100
>>>
为什么 cost 后面需要加上括号 ()
,但是 shares 却不需要? 特征属性可以解决这个问题。
装饰器语法
@
语法称为“装饰(decoration)”。它指定了一个修饰符(modifier),应用于紧接其后的函数定义:
...
@property
def cost(self):
return self.shares * self.price
更多细节在 第 7 节 中给到。
插槽属性(__slots__
)
你可以使用 __slots__
限制属性名称集:
class Stock:
__slots__ = ('name','_shares','price')
def __init__(self, name, shares, price):
self.name = name
...
使用其它属性时,将会触发错误:
>>> s.price = 385.15
>>> s.prices = 410.2
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in ?
AttributeError: 'Stock' object has no attribute 'prices'
管这样可以防止错误和限制对象的使用,但实际上使用 __slots__
是为了提高性能,提高 Python 利用内存的效率。
关于封装的最终说明
不要滥用私有属性(private attributes),特征属性(properties),插槽属性(slots)等。它们有特殊的用途,你在阅读其它 Python 代码时可能会看到。但是,对于大多数日常编码而言,它们不是必需的。
练习
练习 5.6:简单特征属性
使用特征属性是一种非常有用的给对象添加“计算属性”的方式。虽然你在 stock.py
文件中创建了 Stock
对象,但是请注意,在 Stock
对象上 ,对于不同类型的属性,获取方式稍微有点不同。
>>> from stock import Stock
>>> s = Stock('GOOG', 100, 490.1)
>>> s.shares
100
>>> s.price
490.1
>>> s.cost()
49010.0
>>>
具体来说,cost
后面之所以要添加括号,是因为 cost
是一个方法。
如果你想去掉 cost()
的括号,那么可以把该方法转为一个特征属性。请修改 Stock
类,使其像下面这样计算所持有股票的总价:
>>> ================================ RESTART ================================
>>> from stock import Stock
>>> s = Stock('GOOG', 100, 490.1)
>>> s.cost
49010.0
>>>
尝试将 cost
作为方法调用(s.cost()
),你会发现,现在已经被定义为特征属性的 cost
无法作为方法被调用。
>>> s.cost()
... fails ...
>>>
这些更改很可能会破坏你之前的 pcost.py
程序,所以,你可能需要返回到 pcost.py
中去掉 cost()
方法后面的括号()
。
练习 5.7:特征属性和 Setters
请修改 shares
属性,以便将该值存储在私有属性中,并且使用属性函数(property functions)确保赋给 shares
的值总是整数。预期行为示例:
>>> ================================ RESTART ================================
>>> from stock import Stock
>>> s = Stock('GOOG',100,490.10)
>>> s.shares = 50
>>> s.shares = 'a lot'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: expected an integer
>>>
练习 5.8:添加插槽属性(slots)
请修改 Stock
类,以便 Stock
类拥有一个 __slots__
属性。然后确认无法添加新属性:
>>> ================================ RESTART ================================
>>> from stock import Stock
>>> s = Stock('GOOG', 100, 490.10)
>>> s.name
'GOOG'
>>> s.blah = 42
... see what happens ...
>>>
使用 __slots__
时,Python 使用更高效的对象内部表示。如果你尝试查看实例 s
的底层字典会发生什么?
>>> s.__dict__
... see what happens ...
>>>
应当指出, __slots__
作为数据结构是类中最常用的一种优化。使用插槽属性使程序占用更少的内存,运行更快。但是,在其它大多数类中,你应该尽可能避免使用 __slots__
。
目录 | 上一节 (5.1 再谈字典) | 下一节 (6 生成器)
注:完整翻译见 https://github.com/codists/practical-python-zh
翻译:《实用的Python编程》05_02_Classes_encapsulation的更多相关文章
- 翻译:《实用的Python编程》InstructorNotes
实用的 Python 编程--讲师说明 作者:戴维·比兹利(David Beazley) 概述 对于如何使用我的课程"实用的 Python 编程"进行教学的问题,本文档提供一些通用 ...
- 翻译:《实用的Python编程》README
欢迎光临 大约 25 年前,当我第一次学习 Python 时,发现 Python 竟然可以被高效地应用到各种混乱的工作项目上,我立即被震惊了.15 年前,我自己也将这种乐趣教授给别人.教学的结果就是本 ...
- 翻译:《实用的Python编程》04_02_Inheritance
目录 | 上一节 (4.1 类) | 下一节 (4.3 特殊方法) 4.2 继承 继承(inheritance)是编写可扩展程序程序的常用手段.本节对继承的思想(idea)进行探讨. 简介 继承用于特 ...
- 翻译:《实用的Python编程》01_02_Hello_world
目录 | 上一节 (1.1 Python) | 下一节 (1.3 数字) 1.2 第一个程序 本节讨论有关如何创建一个程序.运行解释器和调试的基础知识. 运行 Python Python 程序始终在解 ...
- 翻译:《实用的Python编程》03_03_Error_checking
目录 | 上一节 (3.2 深入函数) | 下一节 (3.4 模块) 3.3 错误检查 虽然前面已经介绍了异常,但本节补充一些有关错误检查和异常处理的其它细节. 程序是如何运行失败的 Python 不 ...
- 翻译:《实用的Python编程》03_04_Modules
目录 | 上一节 (3.3 错误检查) | 下一节 (3.5 主模块) 3.4 模块 本节介绍模块的概念以及如何使用跨多个文件的函数. 模块和导入 任何一个 Python 源文件都是一个模块. # f ...
- 翻译:《实用的Python编程》03_05_Main_module
目录 | 上一节 (3.4 模块) | 下一节 (3.6 设计讨论) 3.5 主模块 本节介绍主程序(主模块)的概念 主函数 在许多编程语言中,存在一个主函数或者主方法的概念. // c / c++ ...
- 翻译:《实用的Python编程》04_01_Class
目录 | 上一节 (3.6 设计讨论) | 下一节 (4.2 继承) 4.1 类 本节介绍 class 语句以及创建新对象的方式. 面向对象编程(OOP) 面向对象编程是一种将代码组织成对象集合的编程 ...
- 翻译:《实用的Python编程》05_00_Overview
目录 | 上一节 (4 类和对象) | 下一节 (6 生成器) 5. Python 对象的内部工作原理 本节介绍 Python 对象的内部工作原理.来自其它语言的程序员通常会发现 Python 的类概 ...
随机推荐
- MySQL 多实例及其主从复制
目录 Mysql 实例 Mysql 多实例 创建多实例目录 编辑配置文件 初始化多实例数据目录 授权目录 启动多实例 连接多实例并验证 Mysql 多实例设置密码 设置密码后连接 Mysql 多实例主 ...
- vscode remote Development ssh targets 连接腾讯云
配置 本地安装 插件 remote development 点击左侧,选择ssh 点击设置按钮,选择ssh配置文件 配置举例 ``` Host tencentcloud HostName ...
- Celery&Flower文档笔记
1.Celery # tasks.py from celery import Celery app = Celery('tasks', broker='redis://localhost:6379', ...
- python阿里云api查询域名是否可以注册(CheckDomain)
import requests from fun import * from urllib import parse url ='http://domain.aliyuncs.com/?' acces ...
- vue watch route params change
vue watch route params change watch: { '$route.params.menuKey' (val, oldVal) { console.log('new rout ...
- Linux shell script All In One
Linux shell script All In One refs xgqfrms 2012-2020 www.cnblogs.com 发布文章使用:只允许注册用户才可以访问!
- CSS ::marker All In One
CSS ::marker All In One CSS pseudo element / CSS 伪元素 /* user agent stylesheet */ ::marker { unicode- ...
- js function call hacker
js function call hacker you don't know javascript function https://developer.mozilla.org/en-US/docs/ ...
- taro ENV & NODE_ENV & process.env
taro ENV & NODE_ENV & process.env https://github.com/NervJS/taro-ui/blob/dev/src/common/util ...
- 小程序 in action
小程序 in action https://github.com/xgqfrms/xcx-taro taro https://taro-docs.jd.com/taro/docs/README.htm ...