Python 中的封装

Python 中的封装

封装是面向对象编程的三大核心特性之一（另外两个是继承和多态）。它主要有两个目的：

1. 将数据（属性）和行为（方法）捆绑在一起，形成一个独立的、内聚的对象。
2. 对外部隐藏对象的内部实现细节，只提供一个可控的访问接口。这可以防止外部代码直接意外修改内部数据，增强了安全性和可维护性。

Python 中的封装并不像 C++ 或 Java 那样严格（通过 private, protected 等关键字强制实现），它更多地依赖于一种叫做 “名称改写” 的约定和编程规范。

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一、封装的实现层次

Python 通过命名约定来实现不同级别的访问控制。

1. 公开成员

• 定义：任何类成员（属性或方法），其名称以字母开头，且没有下划线或只有一个下划线前缀（这属于约定，并非强制）。

• 访问：可以在类的外部、子类中直接被访问和修改。

• 示例：

  class Car:def __init__(self, brand, model):self.brand = brand       # 公开属性self.model = model       # 公开属性self._engine_rpm = 0     # 保护属性（单下划线，只是一种约定）# 公开方法def start_engine(self):self._engine_rpm = 800print("Engine started.")def get_info(self):return f"{self.brand} {self.model}"my_car = Car("Toyota", "Corolla")
  print(my_car.brand)        # 直接访问：Toyota
  my_car.brand = "Honda"     # 直接修改：Honda
  my_car.start_engine()      # 调用公开方法
  

2. 保护成员

• 定义：在成员名称前加一个下划线 _，例如 _protected_attr。

• 本质：这仅仅是一个约定！Python 解释器不会阻止你在类的外部访问它。它是一种对程序员的说：“嘿，这个属性或方法是内部使用的，不建议你直接从外部访问，因为它可能在未来版本中改变。”

• 目的：提示其他开发者这是一个仅供内部或子类使用的成员，应通过公共接口来操作。

• 示例：

  class Car:def __init__(self):self._mileage = 0  # 保护属性def _update_mileage(self, km): # 保护方法self._mileage += kmprint(f"Mileage updated to {self._mileage}km")def drive(self, km): # 公开方法，内部使用保护方法# ... 一些驾驶逻辑 ...self._update_mileage(km)my_car = Car()
  my_car.drive(50)   # 正确方式：通过公共接口drive来间接修改_mileage
  print(