《Python》 面向对象三大特性之多态、封装

一、多态

　　1、什么是多态？

　　　　一个类表现出的多种状态：通过继承来实现的

　　　　在Java中的表现：在一个函数中需要给参数指定数据类型，如果这个地方可以接收两个以上类型的参数，那么这些类型应该有一个父类，这个父类是所有子类对象的类型。

　　　　在Python中：函数的参数不需要指定数据类型，所以我们也不需要通过继承的形式来统一一组类的类型，换句话说：所有的对象其实都是object类型，所有在Python当中处处是多态。

# 多态指的是一类事物有多种形态

# 动物有多种形态：人，狗，猪

import abc
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:动物
    @abc.abstractmethod
    def talk(self):
        pass

class People(Animal): #动物的形态之一:人
    def talk(self):
        print('say hello')

class Dog(Animal): #动物的形态之二:狗
    def talk(self):
        print('say wangwang')

class Pig(Animal): #动物的形态之三:猪
    def talk(self):
        print('say aoao')

　　2、多态性

　　　　什么是多态动态绑定（在继承的背景下使用时，有时也称为多态性）

　　　　多态性是指在不考虑实例类型的情况下使用实例

# 在面向对象方法中一般是这样表述多态性：
# 向不同的对象发送同一条消息（！！！obj.func():是调用了obj的方法func，又称为向obj发送了一条消息func），不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）。
# 也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息，就是调用函数，不同的行为就是指不同的实现，即执行不同的函数。

# 比如：老师.下课铃响了（），学生.下课铃响了()，老师执行的是下班操作，学生执行的是放学操作，虽然二者消息一样，但是执行的效果不同

　　3、鸭子类型

　　　　Python崇尚鸭子类型，即“如果看起来像，叫声像而且走起路来像鸭子，那么它就是鸭子”

　　　　len()　　　# str  list  tuple  dict  set  range  对于len函数来说，这些都是鸭子类型

　　　　index()　　# str  list  tuple  对于index函数来说，这些都是鸭子类型

　　　　print()　　 # 对于print来说所有的对象都是鸭子类型

　　　　不是明确的通过继承实现的多态，而是通过一个模糊的概念来判断这个函数能不能接受这个类型的参数

二、封装

　　概念：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；

　　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。

　　广义上的封装：（把属性函数都放到类里）

　　　　class  类名：

　　　　　　def 方法1（self）：pass

　　　　　　def 方法2（self）：pass

　　　　是为了只有这个类的对象才能使用定义在类中的方法

　　狭义上的封装：（定义私有成员）

　　　　把一个属性或方法藏在类中

　　　　class Goods：

　　　　　　__discount = 0 　　# 私有的静态变量

　　　　　　print(__discount)

　　　　print(Goods.__discount)　　# 在类的外部不能引用私有的静态变量

　　　　类中的静态变量和方法名在程序加载的过程中就已经执行完了，不需要等待调用

　　　　在这个类加载完成之前，Goods这个名字还没有出现在内存空间中

　　　　私有的静态属性可以在类的内部使用，用来隐藏某个变量的值

　　类中的私有成员：

　　　　1、私有的静态属性

　　　　2、私有的对象属性

　　　　3、私有的方法

　　为什么要定义一个私有变量？

　　　　1、我不想让你看到这个值

　　　　2、我不想让你修改这个值

　　　　3、我想让你在修改这个值的时候有一些限制：保证了数据的安全

　　　　4、有些方法或属性不希望被子类继承

　　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）　　　

#其实这仅仅这是一种变形操作
#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：

class A:
    __N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N
    def __init__(self):
        self.__X=10 #变形为self._A__X
    def __foo(self): #变形为_A__foo
        print('from A')
    def bar(self):
        self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到.

#A._A__N是可以访问到的，即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问，仅仅只是一种语法意义上的变形　　

　　这种自动变形的特点：

　　　　1.类中定义的__x只能在内部使用，如self.__x，引用的就是变形的结果。

　　　　2.这种变形其实正是针对外部的变形，在外部是无法通过__x这个名字访问到的。

　　　　3.在子类定义的__x不会覆盖在父类定义的__x，因为子类中变形成了：_子类名__x,而父类中变形成了：_父类名__x，即双下滑线开头的属性在继承给子类时，子类是无法覆盖的。

　　

　　这种变形需要注意的问题是：

　　　　1.这种机制也并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性，知道了类名和属性名就可以拼出名字：_类名__属性，然后就可以访问了，如a._A__N

　　　　2.变形的过程只在类的内部生效,在定义后的赋值操作，不会变形

　　　　

　　在继承中，父类如果不想让子类覆盖自己的方法，可以将方法定义为私有的

#正常情况
>>> class A:
...     def fa(self):
...         print('from A')
...     def test(self):
...         self.fa()
... 
>>> class B(A):
...     def fa(self):
...         print('from B')
... 
>>> b=B()
>>> b.test()
from B
 

#把fa定义成私有的，即__fa
>>> class A:
...     def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa
...         print('from A')
...     def test(self):
...         self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa
... 
>>> class B(A):
...     def __fa(self):
...         print('from B')
... 
>>> b=B()
>>> b.test()
from A

　　封装与扩展性

　　　　封装在于明确区分内外，使得类实现者可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码；而外部使用用者只知道一个接口(函数)，只要接口（函数）名、参数不变，使用者的代码永远无需改变。这就提供一个良好的合作基础——或者说，只要接口这个基础约定不变，则代码改变不足为虑。

#类的设计者
class Room:
    def __init__(self,name,owner,width,length,high):
        self.name=name
        self.owner=owner
        self.__width=width
        self.__length=length
        self.__high=high
    def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏了内部的实现细节，此时我们想求的是面积
        return self.__width * self.__length


#使用者
>>> r1=Room('卧室','egon',20,20,20)
>>> r1.tell_area() #使用者调用接口tell_area


#类的设计者，轻松的扩展了功能，而类的使用者完全不需要改变自己的代码
class Room:
    def __init__(self,name,owner,width,length,high):
        self.name=name
        self.owner=owner
        self.__width=width
        self.__length=length
        self.__high=high
    def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏内部实现，此时我们想求的是体积,内部逻辑变了,只需求修该下列一行就可以很简答的实现,而且外部调用感知不到,仍然使用该方法，但是功能已经变了
        return self.__width * self.__length * self.__high


#对于仍然在使用tell_area接口的人来说，根本无需改动自己的代码，就可以用上新功能
>>> r1.tell_area()