Python 入门教程（7）面向对象 | 7.4、封装

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一、封装

前言：

在Python的面向对象编程（OOP）中，封装是一个核心概念，它不仅是实现数据隐藏和抽象的关键手段，也是构建模块化、可重用和可维护代码的基础。封装通过隐藏对象的内部细节，只暴露必要的接口供外部访问，从而提高了代码的安全性和灵活性。下面，将深入探讨Python中封装的概念、实现方式及其重要性。

一、封装

1、封装的概念

封装是一种将对象的状态（属性）和行为（方法）组合在一起，并对外隐藏其内部实现细节的过程。通过封装可以控制对对象属性的访问和修改方式，确保对象状态的一致性和安全性。在Python中，虽然不像某些静态类型语言那样有严格的访问控制修饰符（如private、protected、public），但通过命名约定和特殊方法（如property装饰器），我们仍然可以实现封装的效果。

2、Python中实现封装

在Python中，封装主要通过私有属性和私有方法来实现。Python中的私有成员是通过在成员名前添加双下划线（__）前缀来定义的。虽然Python中的"私有"并不是真正的私有（因为Python是一种动态语言，没有严格的访问控制机制），但Python的命名约定确保了这种封装的意图被清晰地表达出来。

2.1、私有属性

私有属性指的是只能在类的内部被访问和修改的属性。

python 复制代码

class Person:  
    def __init__(self, name, age):  
        self.__name = name  # 私有属性  
        self.__age = age    # 私有属性  
  
    def display_info(self):  
        print(f"Name: {self.__name}, Age: {self.__age}")  
  
# 外部代码无法直接访问__name和__age  
person = Person("Alice", 30)  
# person.__name  # 这会引发AttributeError  
person.display_info()  # 正确的方式，通过公共方法访问

2.2、私有方法

私有方法与私有属性类似，也是只能在类的内部被调用。

python 复制代码

class Person:  
    def __init__(self, name, age):  
        self.__name = name  
        self.__age = age  
  
    def __check_age(self, age):  
        # 私有方法，用于检查年龄是否合法  
        return age >= 0  
  
    def set_age(self, age):  
        if self.__check_age(age):  
            self.__age = age  
        else:  
            print("Invalid age!")  
  
# 外部代码无法直接调用__check_age  
person = Person("Bob", 25)  
person.set_age(30)  # 通过公共方法间接调用私有方法

3、封装的优点

数据隐藏： 通过封装，可以隐藏对象的内部细节，只暴露必要的接口给外部使用。这有助于减少外部代码对对象内部状态的直接访问，降低系统的耦合度。
提高安全性： 封装可以防止外部代码直接访问或修改对象的内部状态，从而保护对象的数据不被非法访问或破坏。
易于维护： 由于封装将数据和操作数据的方法封装在一起，当需要修改内部实现时，只需在类内部进行修改，而不需要修改使用该类的代码，这大大降低了维护成本。
提高代码复用性： 封装后的类可以被多个对象实例共享，提高了代码的复用性。