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零基础学习Python之面向对象编程：属性访问控制与封装实现_我的学习Python记录13

news 来源：原创 2025/5/20 14:51:00

零基础学习Python之面向对象编程：属性访问控制与封装实现_我的学习Python记录13

在Python中，面向对象编程（OOP）是其核心特性之一。通过类（class）和对象（object），我们可以将数据和行为有效地组织在一起。然而，在实际开发中，我们常常需要对对象的内部状态进行保护，防止外部代码随意修改对象的属性值。本文将介绍如何在Python中实现属性的访问控制，并通过封装来提升代码的安全性和健壮性。

一、什么是属性访问控制？

属性访问控制指的是限制外界直接访问或修改对象的内部属性（attribute），从而隐藏了对象的实现细节，确保数据的安全性和完整性。这可以通过以下方式实现：

私有变量：通过在属性名前添加双下划线__，将变量标记为“私有”。
getter和setter方法：提供公有接口（方法），用于外部代码访问或修改内部的私有属性。

二、关键代码解析

1. 基本封装实现

在Python中，可以通过在类的方法__init__中将属性名前添加双下划线__，来实现对属性的封装：

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name  # 封装后的私有属性
        self.__score = score  # 封装后的私有属性

    def print_score(self):
        print(f'{self.__name}: {self.__score}')

作用与用法：

私有属性__name和__score只能在类的内部访问，外部代码无法直接通过student.name或student.score获取。
当尝试从外部访问__name或__score时，会抛出AttributeError。

示例：

bart = Student('Bart Simpson', 59)
print(bart.__name)  # 抛出 AttributeError

2. 增加getter方法

为了允许外部代码读取私有属性的值，可以为类添加get方法：

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def get_name(self):
        return self.__name

    def get_score(self):
        return self.__score

作用与用法：

get_name()和get_score()方法允许外部代码通过调用实例的方法来获取私有属性的值。
注意：如果不希望直接修改属性，可以通过封装的方式限制对属性的操作。

示例：

bart = Student('Bart Simpson', 59)
print(bart.get_name())  # 输出 'Bart Simpson'
print(bart.get_score())  # 输出 59

3. 增加setter方法

为了允许外部代码修改私有属性的值，可以为类添加set方法：

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def set_score(self, score):
        if 0 <= score <= 100:
            self.__score = score
        else:
            raise ValueError('bad score')

作用与用法：

set_score()方法允许外部代码通过调用实例的方法来修改私有属性的值。
在set_score()中添加了参数检查，确保传入的分数在合理范围内。

示例：

bart = Student('Bart Simpson', 59)
bart.set_score(80)  # 修改 score 为 80
print(bart.get_score())  # 输出 80

三、封装的意义

数据保护：
- 封装属性可以防止外部代码随意修改对象的内部状态，从而避免逻辑错误或数据损坏。
实现细节隐藏：
- 封装使得类的内部实现细节对外部不可见，这有助于维护代码的安全性和模块化。
增强代码健壮性：
- 通过getter和setter方法对属性进行操作，可以在其中添加验证逻辑，确保数据的一致性和正确性。

四、注意事项

不要过度封装：
- 封装的目的是为了保护数据，但过多的封装会增加代码复杂度。需要根据实际需求权衡。
遵循命名约定：
- 单下划线_var：表示“非公有”属性，暗示外部代码不应直接访问。
- 双下划线__var：表示“私有”属性，完全隐藏实现细节。
避免滥用getter和setter：
- 如果一个属性不需要复杂的验证逻辑，可以直接暴露为公有属性。