在Python中，封装是一种将数据（属性）和方法（操作数据的函数）包裹在一个对象中的技术，从而实现对数据的保护和组织。这一机制不仅使代码更具可读性和可维护性，也能避免对数据的无意修改。
1. 封装的基本概念
封装是面向对象编程的一个基本概念，其主要目标是将对象的内部状态隐藏起来，只允许通过公共方法进行访问和修改。这降低了系统复杂性，增加了代码重用性。
1.1 公开属性和方法
在Python中，默认情况下，类的属性和方法都是“公开”的，任何地方都可以直接访问。例如：
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| class MyClass:
def __init__(self):
self.public_attr = "这是公共属性"
def public_method(self):
return "这是公共方法"
obj = MyClass()
print(obj.public_attr)
print(obj.public_method())
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1.2 私有属性和方法
如果我们希望某些属性或方法只能在类内部使用，可以通过添加前导下划线（_）或双下划线（__）来使它们成为“私有的”。
1.2.1 单下划线私有属性
单下划线方式仅为约定，并不是真正的私有。它提醒开发者这是一个不应被外部访问的属性或方法。
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| class MyClass:
def __init__(self):
self._private_attr = "这是私有属性"
def _private_method(self):
return "这是私有方法"
obj = MyClass()
print(obj._private_attr)
print(obj._private_method())
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1.2.2 双下划线私有属性
双下划线方式是通过名称改写（name mangling）来实现的，外部对其使用时需遵循一定的命名规则。
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| class MyClass:
def __init__(self):
self.__private_attr = "这是严格私有属性"
def __private_method(self):
return "这是严格私有方法"
def public_method(self):
return self.__private_method()
obj = MyClass()
print(obj.public_method())
|
私有属性和方法在实际使用时，通过将其名称进行改写，变为 _MyClass__private_attr 和 _MyClass__private_method 进行访问。
2. 封装的好处
2.1 隐藏实现细节
通过封装，可以隐藏对象的内部实现细节，只暴露必要的接口给外界。这样，其他部分的代码就不会依赖于类的具体实现，从而降低了代码间的耦合性。
2.2 保护数据
私有属性和方法可以避免数据的意外更改，增加了数据的安全性。例如：
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| class BankAccount:
def __init__(self, balance):
self.__balance = balance
def deposit(self, amount):
if amount > 0:
self.__balance += amount
return True
return False
def withdraw(self, amount):
if 0 < amount <= self.__balance:
self.__balance -= amount
return True
return False
def get_balance(self):
return self.__balance
account = BankAccount(100)
account.deposit(50)
print(account.get_balance())
account.withdraw(200)
print(account.get_balance())
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3. 总结
封装是Python面向对象编程中一个重要的概念。通过合理地使用公共、私有属性和方法，我们可以更好地组织代码、保护数据以及维护代码的可读性和可维护性。在编写类时，建议遵循封装原则，合理设置属性和方法的访问权限，使代码更健壮且易于维护。
