封装

封装指的是将数据和操作数据的函数（方法）封装在一个类中，隐藏内部实现细节，只暴露必要的接口。封装可以提高代码的可维护性、可扩展性和安全性。

封装的作用

• 数据隐藏： 将类的属性设置为私有属性，防止外部直接访问和修改，只能通过类提供的方法来访问和修改。
• 接口控制： 定义公共方法作为访问和操作数据的接口，控制外部访问数据的权限和方式。
• 代码隔离： 封装将代码模块化，每个类都专注于特定的功能，提高代码的可读性和可维护性。

Python 封装的实现

Python 使用命名约定来实现封装，而不是使用严格的访问控制机制（如 C++ 的 private 和 public）。

• 私有属性： 以双下划线 __ 开头的属性被视为私有属性，只能在类内部访问。
• 私有方法： 以双下划线 __ 开头的 方法被视为私有方法，只能在类内部访问。

class BankAccount:
    def __init__(self, balance):
        self.__balance = balance  # 私有属性

    def deposit(self, amount):
        self.__balance += amount

    def withdraw(self, amount):
        if self.__balance >= amount:
            self.__balance -= amount
        else:
            print("Insufficient funds")

    def get_balance(self):
        return self.__balance

my_account = BankAccount(1000)
my_account.deposit(500)
print(my_account.get_balance())  # 输出：1500
# print(my_account.__balance)    # 报错：AttributeError: 'BankAccount' object has no attribute '__balance'

访问私有属性和方法

虽然 Python 没有严格的访问控制机制，但是我们可以通过 名称改写（Name Mangling）来间接访问私有属性和方法。

• Python 会将以双下划线 __ 开头的属性和方法改写成 _类名__属性名 或 _类名__方法名 的形式。
• 我们可以通过这种方式在类外部访问私有属性和方法，但这是一种非常规的做法，不建议使用。

# 访问私有属性
print(my_account._BankAccount__balance)        # 输出：1500

# 访问私有方法
print(my_account._BankAccount__withdraw(200))  # 输出：Insufficient funds

封装的优点

• 提高代码可维护性： 修改内部实现细节不会影响外部代码，方便维护。
• 提高代码可扩展性： 可以添加新的私有属性和方法，而不会影响外部代码。
• 提高代码安全性： 防止外部代码直接访问和修改私有属性，确保数据的完整性和一致性。

总结

封装是面向对象编程中的一个重要概念，它有助于编写更健壮、可维护和可扩展的代码。通过隐藏内部实现细节并提供必要的接口，封装可以提高代码的安全性，并降低维护成本。