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类的封装（Encapsulation）

news 2025/9/15 10:56:36

类的封装（Encapsulation）

封装是面向对象编程（OOP）的三大核心特性之一，它通过隐藏对象的内部状态并仅暴露必要的操作接口，来实现数据的安全性和代码的模块化。以下是封装的要点：

1. 封装的核心思想

隐藏实现细节：将数据（属性）和操作数据的方法（行为）捆绑在类内部，外部代码无需知道内部如何实现。
暴露安全接口：通过公有方法（如 getter/setter）控制对私有属性的访问，避免数据被直接修改或破坏。

2. 如何实现封装？

(1) 私有属性

在属性名前加双下划线 __ 表示私有（实际会重命名为 _类名__属性名）：

class BankAccount:def __init__(self, balance):self.__balance = balance  # 私有属性def deposit(self, amount):if amount > 0:self.__balance += amountdef get_balance(self):  # 公有方法提供受控访问return self.__balanceaccount = BankAccount(1000)
account.deposit(500)
print(account.get_balance())  # 1500
# print(account.__balance)   # 报错！无法直接访问私有属性

(2) 使用属性装饰器（@property）

更优雅地控制属性的读写：

class Person:def __init__(self, name):self.__name = name@propertydef name(self):          # 读属性return self.__name@name.setterdef name(self, new_name):  # 写属性（可添加校验逻辑）if isinstance(new_name, str):self.__name = new_nameelse:raise ValueError("姓名必须是字符串")p = Person("Alice")
p.name = "Bob"  # 调用 setter
print(p.name)   # 调用 getter，输出 "Bob"

3. 封装的优势

优点	说明
数据保护	防止外部代码随意修改敏感数据（如账户余额、密码）。
灵活性	内部实现可自由修改（如更改存储方式），不影响外部调用。
降低复杂度	使用者只需关注“做什么”（接口），无需关心“怎么做”（实现）。
便于调试	错误通常发生在类的内部，易于定位问题。

4. 封装 vs 非封装

未封装的类（风险高）

class User:def __init__(self, password):self.password = password  # 密码直接暴露user = User("123456")
user.password = "hacked!"  # 可随意修改

封装的类（安全）

class SecureUser:def __init__(self, password):self.__password = password  # 私有属性def set_password(self, new_pass):if len(new_pass) >= 6:self.__password = new_passdef verify(self, input_pass):return self.__password == input_passuser = SecureUser("123456")
user.set_password("short")  # 无效（长度校验）
print(user.verify("123456"))  # True