python 全栈开发，Day22(封装,property,classmethod,staticmethod)

一、封装

封装 ：
　　广义上的 ：把一堆东西装在一个容器里
　　狭义上的 ：会对一种现象起一个专门属于它的名字

函数和属性装到了一个非全局的命名空间 —— 封装

隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式。

【好处】

　　1. 将变化隔离；

　　2. 便于使用；

　　3. 提高复用性；

　　4. 提高安全性；

【封装原则】

　　1. 将不需要对外提供的内容都隐藏起来；

　　2. 把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。

私有变量和私有方法

在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来（设置成私有的）

class A:
    __N = 'aaa'
print(A.__N)

执行报错：

AttributeError: type object 'A' has no attribute '__N'

这个是__N就是私有属性

python
　　pulic 公有的
　　private 私有的

java完全面向对象的语言
　　public 公有的
　　protect 保护的
　　private 私有的

python之前学的所有属性，都是公有的

定义一个私有的名字 ： 就是在私有的名气前面加两条下划线 __N = 'aaa'
所谓私有，就是不能在类的外面去引用它

私有类的静态变量

class A:
    __N = 'aaa'  # 静态变量
    def func(self):
        print(A.__N)  # 在类的内部使用正常
a = A()
a.func()
#print(A.__N)  # 在类的外部直接用 报错

执行输出： aaa

那么__N真的私有的吗？

class A:
    __N = 'aaa'  # 静态变量
    def func(self):
        print(A.__N)  # 在类的内部使用正常
 
print(A.__dict__)

执行输出： 

{'func': <function A.func at 0x0000026F8EB9AA60>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '_A__N': 'aaa', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None, '__module__': '__main__'}

从输出的结果中，可以看到_A__N

在外部，依然可以调用，只不过，存储的的时候，做了变形

class A:
    __N = 'aaa'  # 静态变量
    def func(self):
        print(A.__N)  # 在类的内部使用正常
 
#print(A.__dict__)  # python就是把__名字当成私有的语法
print(A._A__N)

执行输出： aaa

为什么敲A._A__N 没有提示呢？
这是Pycharm做的功能，防止你调用私有变量
虽然这样可以调用，但是在以后的工作中，禁止调用，这样是不规范的。

一个私有的名字 在存储的过程中仍然会出现在A.__dict__中，所以我们仍然可以调用到。
python对其的名字进行了修改： _类名__名字
只不过在类的外部调用 ：需要"_类名__名字"去使用
在类的内部可以正常的使用名字

那么为什么类外部是_A__N，内部是__N
那么内存中，存的还是_A__N。请看一下__dict__就知道了

_A__N
在类的内部 只要你的代码遇到__名字，就会被python解释器自动的转换成_类名__名字

私有属性

class B:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name
 
b = B('alex')
print(b.__name)

执行输出：

AttributeError: 'B' object has no attribute '__name'

私有属性变形了

class B:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name
 
b = B('alex')
print(b._B__name)

执行输出： alex

私有方法

class C:
    def __wahaha(self):
        print('wahaha')
 
c = C()
c.__wahaha()

执行报错：

AttributeError: 'C' object has no attribute '__wahaha'

方法也变形了

class C:
    def __wahaha(self):
        print('wahaha')
 
c = C()
c._C__wahaha()

执行输出： wahaha

在里面定义方法，调用私有方法

class C:
    def __wahaha(self):
        print('wahaha')
    def ADCa(self):
        self.__wahaha()
 
c = C()
#c._C__wahaha()
c.ADCa()

执行输出：

wahaha

总结：

在类中，静态属性，方法，对象属性都可以变成私有的，只需要在这些名字之前加上__

类中所有双下划线开头的名称如__x都会自动变形成：_类名__x的形式

在类中，可以使用self.__x的形式调用。外部无法调用，因为变形了。

面试题

下面的代码，执行输出什么？

class D:
    def __func(self):
        print('in func')
class E(D):
    def __init__(self):
        self.__func()
         
e = E()

执行报错

AttributeError: 'E' object has no attribute '_E__func'　

为什么呢？

代码分析：

class D:
    def __func(self):  # 变形为 _D__func
        print('in func')
class E(D):  # E继承了D
    def __init__(self):  # 执行初始化方法
        self.__func()  # 变形为 _E__func
 
e = E()

执行到self.__func()时，变形为_E__func

此时E里面找不到这个方法，执行报错

私有的名字不能被子类继承

查看当前范围内的变量、方法和定义的类型列表

class D:
    def __func(self):  # 变形为 _D__func
        print('in func')
class E(D):
    def __init__(self):
        pass
     
e = E()
print(e.__dir__())

执行输出：

['__ge__', '__gt__', '__new__', '__reduce_ex__', '__reduce__', '__dict__', '__le__', '__eq__', '__sizeof__', '__format__', '__getattribute__', '_D__func', '__hash__', '__str__', '__init__', '__module__', '__subclasshook__', '__weakref__', '__repr__', '__lt__', '__setattr__', '__ne__', '__class__', '__dir__', '__delattr__', '__doc__']

从输出结果中，可以看出。_D__func就是D里面的__func方法。在内存中存储的值，已经变形了。

既然这样的话，那么就可以调用__func方法了

class D:
    def __func(self):  # 变形为 _D__func
        print('in func')
class E(D):
    def __init__(self):
        self._D__func()
 
e = E()

执行输出： in func

但是不建议这么写，既然是私有属性，不能这么做。很容易被打的哈...

面试题
下面的代码执行输出in D还是in E ？

class D:
    def __init__(self):
        self.__func()
    def __func(self):
        print('in D')
         
class E(D):
    def __func(self):
        print('in E')
 
e = E()

大部分人猜的结果应该是in E

但是结果其实是in D

what?

执行到第8部的时候，它需要找的是_D__func

所以结果输出in D

私有的名字，在类内使用的时候，就是会变形成_该类名__方法名
以此为例 ：没有双下换线会先找E中的func
但是有了双下划线，会在调用这个名字的类D中直接找_D__func

class F:pass
F.__name = 'alex'  # 是不是在创建私有属性？
print(F.__name)

执行输出：alex

what? 它为啥不是私有属性？

在类的外部，它不会发生变形

只有在类的内部，才关心双下划线

变形只在类的内部发生

在类的外部，禁止访问私有属性

java中的对比
　　public 公有的 在类的内部可以使用，子类可以使用，外部可以使用 python中所有正常的名字
　　protect 保护的 在类的内部可以使用，子类可以使用，外部不可以使用 python中没有
　　private 私有的 只能在类的内部使用，子类和外部都不可以使用 python中的__名字

python私有的用法
　　当一个方法不想被子类继承的时候
　　有些属性或者方法不希望从外部被调用，只想提供给内部的方法使用

描述一个房子
　　单价
　　面积
　　长宽高

class Room:
    def __init__(self,name,price,length,width,height):
        self.name = name
        self.price = price
        self.__length = length  # 隐藏长
        self.__width = width  # 隐藏宽
        self.__height = height  # 隐藏高
 
    def area(self):
        return self.__length*self.__width
 
r = Room('鹏鹏',100,2,1,0.5)
print(r.name)
print(r.price)
print(r.area())

执行输出：

鹏鹏
100
2

这个例子，将长宽高隐藏起来的，外部知道名字，价格，面积就可以了。

用户名和密码问题

将密码保护起来

class Person:
    def __init__(self,name,pwd):
        self.name = name
        self.__pwd = pwd
    def __show_pwd(self):
        li = []
        for i in self.__pwd:
            i = ord(str(i))  # 查看ascii码对应的顺序
            li.append(str(i))
        my_secret_pwd = ''.join(li)
        return my_secret_pwd
a = Person('xiao','42423')
ret = a._Person__show_pwd()
print(ret)

执行输出：

5250525051

二、property

什么是特性property

property是一种特殊的属性，访问它时会执行一段功能（函数）然后返回值

例一：BMI指数（bmi是计算而来的，但很明显它听起来像是一个属性而非方法，如果我们将其做成一个属性，更便于理解）

成人的BMI数值：
过轻：低于18.5
正常：18.5-23.9
过重：24-27
肥胖：28-32
非常肥胖, 高于32
　　体质指数（BMI）=体重（kg）÷身高^2（m）
　　EX：70kg÷（1.75×1.75）=22.86

查看我的BMI

class Person(object):
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name = name
        self.__weight = weight
        self.__height = height
    def cal_BMI(self):
        return self.__weight / self.__height **2
 
a = Person('xiao',65,1.75)
print(a.cal_BMI())

执行输出：

21.224489795918366

bmi是一个名词，能不能 将bmi伪装成属性？

方法执行，需要带括号，而属性则不需要

@property装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的

class Person(object):
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name = name
        self.__weight = weight
        self.__height = height
 
    @property
    def cal_bmi(self):
        return self.__weight / self.__height **2
 
a = Person('xiao',65,1.75)
print(a.cal_bmi)

执行输出：

21.224489795918366

下面的代码，也可以实现上面的效果

class Person(object):
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name = name
        self.__weight = weight
        self.__height = height
        #self.bmi = self.__weight / self.__height **2
        #self.bmi = cal_BMI()　

但是计算的逻辑，不能放到init里面
初始化，不要做计算

举例：

class Person(object):
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name = name
        self.__weight = weight
        self.__height = height
        self.bmi = self.__weight / self.__height **2
 
p = Person('xiao',65,1.75)
print(p.bmi)
p._Person__weight = 70  # 1周之后,增加体重
print(p.bmi)

执行输出：

21.224489795918366
21.224489795918366

执行结果是一样的，体重增加了，但是bmi指数没有变动。

因为__init__初始化之后，就不会再变动了。

看之前的例子

class Person(object):
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name = name
        self.__weight = weight
        self.__height = height
 
    @property
    def cal_bmi(self):
        return self.__weight / self.__height **2

看着，有点问题，cal_bmi是动词。
但是bmi应该是一个属性
为了更美观，将方法名变成名词

@property
    def bmi(self):
        return self.__weight / self.__height **2

如果在__init__里面，也指定同名的bmi属性呢？

class Person(object):
    def __init__(self,name,weight,height,bmi):
        self.name = name
        self.__weight = weight
        self.__height = height
        self.bmi = bmi
 
    def bmi(self):
        return self.__weight / self.__height **2
 
a = Person('xiao',65,1.75)
print(a.bmi())

执行报错：

TypeError: __init__() missing 1 required positional argument: 'bmi'

在__init__里面，属性名不能和方法名重复

那么bmi是否可以修改呢?

class Person(object):
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name = name
        self.__weight = weight
        self.__height = height
 
    @property
    def bmi(self):
        return self.__weight / self.__height **2
 
p = Person('xiao',65,1.75)
p.bmi = 2

执行输出：

AttributeError: can't set attribute

总结：

@property 能够将一个方法伪装成一个属性
从原来的的对象名.方法名()，变成了对象名.方法名
只是让代码变的更美观

被property装饰的bmi仍然是一个方法 存在Person.__dict__
对象的.__dict__中不会存储这个属性

在一个类加载的过程中，会先加载这个类的名字，包括被property装饰的
在实例化对象的时候，python解释器会先到类的空间里看看有没有这个被装饰的属性，
如果有就不能再在自己对象的空间中创建这个属性了

被property装饰的方法，不能修改，只能查看

圆形类

有半径，面积，周长

要求：将方法伪装成属性，方法中一般涉及的都是一些计算过程

from math import pi
class Circle:  # 圆形
    def __init__(self, r):
        self.r = r
    @property
    def area(self):  # 面积
        return pi * self.r ** 2
    @property
    def perimeter(self):  # 周长
        return pi * self.r * 2
 
c = Circle(10)
print(c.area)
print(c.perimeter)
c.r =15  # 修改半径
print(c.area)
print(c.perimeter)

执行输出：

314.1592653589793
62.83185307179586
706.8583470577034
94.24777960769379

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):  # 将一个方法伪装成一个属性
        return self.__name
p = Person('alex')
print(p.name) #此时执行的是伪装的属性name

执行输出： alex

这样是获取一个属性name
和下面的代码，效果是一样的

class Person0:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
p = Person0('alex')
print(p.name)<br>p.name = 'sb'<br>p.name = 123

但是它的name属性是可以改变的。

在C++里面，喜欢把所有的属性，变成私有属性
那么上面这2个例子，和直接定义name属性有什么区别？

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
    def set_name(self,new_name):
        if type(new_name) is str:
            self.__name = new_name
        else:
            print('您提供的姓名数据类型不合法')
 
p = Person('alex')
print(p.name)
p.set_name('alex_sb')
print(p.name)
p.set_name(123)

执行输出：

alex
alex_sb
您提供的姓名数据类型不合法

@property被装饰的方法，是不能传参数的，因为它伪装成属性了。

通过if判断，就可以保护属性的类型，必须是字符串

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
 
    @name.setter
    def name(self,new_name):
        print('---',new_name)
 
p = Person('alex')
p.name = 'alex_sb'

@property可以将python定义的函数“当做”属性访问，从而提供更加友好访问方式，但是有时候setter/deleter也是需要的。
1》只有@property表示只读。
2》同时有@property和@x.setter表示可读可写。
3》同时有@property和@x.setter和@x.deleter表示可读可写可删除。

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
 
    @name.setter
    def name(self,new_name):
        print('---',new_name)
 
p = Person('alex')
p.name = 'alex_sb'  # 修改name属性

执行输出：

--- alex_sb

上面的代码，3个name必须是相同的。三位一体

alex_sb对应方法里面的new_name

@name.settet
有且并只有一个参数

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
 
    @name.setter
    def name(self,new_name):
        print('---',new_name)
 
p = Person('alex')
print(p.name)
p.name = 'alex_sb'  # 修改name属性
print(p.name)

执行输出：

alex
--- alex_sb
alex

从结果上来看，并没有改变alex的值

那么如何改变呢？看下面的代码

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
 
    @name.setter
    def name(self,new_name):
        self.__name = new_name  # 更改__name属性
 
p = Person('alex')
print(p.name)
p.name = 'alex_sb'  # 修改name属性
print(p.name)

执行输出：

alex
alex_sb

但是这样，不能保证修改的数据类型是固定的

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
 
    @name.setter
    def name(self,new_name):
        if type(new_name) is str:
            self.__name = new_name
        else:
            print('您提供的姓名数据类型不合法')
 
p = Person('alex')
print(p.name)
p.name = 'alex_sb'  # 修改name属性
print(p.name)
p.name = 123  # 不合法
print(p.name)

执行输出：

alex
alex_sb
您提供的姓名数据类型不合法
alex_sb

非法类型，不允许修改
这样就可以保护属性的类型

方法伪装成的属性删除操作

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
 
p = Person('alex')
print(p.name)
del p.name

执行报错：

AttributeError: can't delete attribute

为什么不能删除
因为name被@property伪装了，此时name是只读的。

那么如何删除呢？看下面的代码

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
    @name.deleter
    def name(self):
        print('name 被删除了')
 
p = Person('alex')
print(p.name)
del p.name
print(p.name)

执行输出：

alex
name 被删除了
alex

它并没有真正删除，只是执行了被@name.deleter装饰的函数

如何真正删除呢？

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.__name = name  # 私有的属性
    @property
    def name(self):
        return self.__name
    @name.deleter
    def name(self):
        del self.__name
 
p = Person('alex')
print(p.name)
del p.name
print(p.__dict__)  # 查看属性

执行输出：

alex
{}

p对象返回的是空字典，说明删除成功了！

标注一下3个装饰器的重要程度

✴✴✴ @name.setter

✴✴✴✴ @property

✴ @name.deleter

总结：

@property --> func 将方法伪装成属性，只观看的事儿
@func.setter --> func 对伪装的属性进行赋值的时候调用这个方法 一般情况下用来做修改
@func.deleter --> func 在执行del 对象.func的时候调用这个方法 一般情况下用来做删除 基本不用

再讲一个列子：

商品的 折扣
有一个商品 ： 原价 折扣
当我要查看价格的时候 我想看折后价

class Goods:
    def __init__(self,name,origin_price,discount):
        self.name = name
        self.__price = origin_price  # 原价
        self.__discount = discount  # 折扣价
 
    @property
    def price(self):  # 价格
        return self.__price * self.__discount
 
apple = Goods('apple',5,0.8)
print(apple.price)

执行输出：

4.0

修改苹果的原价

class Goods:
    def __init__(self,name,origin_price,discount):
        self.name = name
        self.__price = origin_price  # 原价
        self.__discount = discount  # 折扣价
 
    @property
    def price(self):  # 价格
        return self.__price * self.__discount
 
    @price.setter
    def price(self,new_price):
        if type(new_price) is int or type(new_price) is float:
            self.__price = new_price
 
apple = Goods('apple',5,0.8)
print(apple.price)
# 修改苹果的原价
apple.price = 8
print(apple.price)

执行输出：

4.0
6.4

property的作用

将一些需要随着一部分属性的变化而变化的值的计算过程 从方法 伪装成属性
将私有的属性保护起来，让修改的部分增加一些约束，来提高程序的稳定性和数据的安全性

三、classmethod

还是上面的例子，店庆 全场八折，代码怎么改？

class Goods:
    __discount = 0.8  # 折扣
    def __init__(self,name,origin_price):
        self.name = name
        self.__price = origin_price  # 原价
 
    @property
    def price(self):  # 价格
        return self.__price * Goods.__discount
 
apple = Goods('apple',5)
banana = Goods('banana',8)
print(apple.price)
print(banana.price)

执行输出：

4.0
6.4

现在折扣变了，店庆结束，恢复原价

如何修改__discount变量呢？
不能这么写

Goods._Goods__discount = 1

怎么办呢？定义一个方法，修改属性

class Goods:
    __discount = 0.8  # 折扣
    def __init__(self,name,origin_price):
        self.name = name
        self.__price = origin_price  # 原价
 
    @property
    def price(self):  # 价格
        return self.__price * Goods.__discount
 
    def change_discount(self,new_discount):  # 修改折扣
        Goods.__discount = new_discount
 
apple = Goods('apple',5)
banana = Goods('banana',8)
apple.change_discount(1)  #修改折扣为1
print(apple.price)
print(banana.price)

执行输出：

5
8

但是修改类静态变量，不需要实例化才对啊

如果要改变折扣 是全场的事情 不牵扯到一个具体的物品 所以不应该使用对象来调用这个方法

类函数(@classmethod):即类方法, 更关注于从类中调用方法, 而不是在实例中调用方法

不依赖对象的方法 就应该定义成类方法 类方法可以任意的操作类中的静态变量

class Goods:
    __discount = 0.8  # 折扣
    def __init__(self,name,origin_price):
        self.name = name
        self.__price = origin_price  # 原价
 
    @property
    def price(self):  # 价格
        return self.__price * Goods.__discount
 
    @classmethod
    def change_discount(self,new_discount):  # 类方法 可以直接被类调用 不需要默认传对象参数 只需要传一个类参数就可以了
        Goods.__discount = new_discount
 
Goods.change_discount(1)  # 不依赖对象的方法 就应该定义成类方法 类方法可以任意的操作类中的静态变量
apple = Goods('apple',5)
banana = Goods('banana',8)
print(apple.price)
print(banana.price)

执行输出：

5
8

看下面一段代码

def login():pass
    #username
    #password
    #身份 -- 实例化
     
class Student:
    def __init__(self,name):pass
    def login(self):pass

一半是面向过程，一半是面向对象

对于完全面向对象编程而言，不允许出现面向过程的代码

完全面向对象编程
先登录 后 实例化
还没有一个具体的对象的时候 就要执行login方法，这样是不合理的。需要将login()变成静态方法。

python为我们内置了函数staticmethod来把类中的函数定义成静态方法，它不需要实例化

class Student:
    def __init__(self,name):pass
 
    @staticmethod
    def login(a):  # login就是一个类中的静态方法 静态方法没有默认参数 就当成普通的函数使用即可
        user = input('user :')
        if user == 'alex':
            print('success')
        else:
            print('faild')
 
Student.login(1)

总结：

staticmethod
　　当一个方法要使用对象的属性时 就是用普通的方法
　　当一个方法要使用类中的静态属性时 就是用类方法（classmethod）
　　当一个方法要既不使用对象的属性也不使用类中的静态属性时，就可以使用staticmethod静态方法