>爱是恒久忍耐，又有恩慈；爱是不嫉妒，爱是不自夸，不张狂，不作害羞的事，不求自己的益处，不轻易发怒，不计算人的恶，不喜欢不义，只喜欢真理；凡事包容，凡事相信，凡事盼望，凡事忍耐。(1 CORINTHIANS 13:4-7) #多态和封装 “多态”和“封装”是OOP的重要特征——前面说的“继承”也是。但是，对于Python而言，对这两个的理解也有很多不同。建议读者“吃百家宴”，到网上搜一搜有关话题，不少人写了文章来讨论。 ##多态 这里我仅仅针对初学者，按照自己的理解，谈谈零基础学Python的读者可以怎样理解“多态”，因为“多态”就如同其名字一样，在理解上也是“多态”的。 先来看这样的例子： >>> "This is a book".count("s") 2 >>> [1,2,4,3,5,3].count(3) 2 上面的`count()`的作用是数一数某个元素在对象中出现的次数。从例子中可以看出，我们并没有限定`count()`的参数类型。类似的例子还有： >>> f = lambda x,y:x+y 还记得这个`lambda`函数吗？如果忘记了，请复习[函数(5)](./237.md)中对此的解释。 >>> f(2,3) 5 >>> f("qiw","sir") 'qiwsir' >>> f(["python","java"],["c++","lisp"]) ['python', 'java', 'c++', 'lisp'] 这里我们没有限制参数的类型，也一定不能限制，因为如果限制了，就不是pythonic了。在使用的时候，可以给参数任意类型，都能得到不报错的结果。 以上，就体现了“多态”——同一种行为具有不同表现形式和形态的能力，换一种说法，就是对象多种表现形式的体现。 当然，也有人就此提出了反对意见，因为本质上是在参数传入值之前，Python并没有确定参数的类型，只能让数据进入函数之后再处理，能处理则罢，不能处理就报错。例如： >>> f("qiw", 2) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in File "", line 1, in TypeError: cannot concatenate 'str' and 'int' objects 本书由于不属于这种概念争论范畴，所以不进行这方面的深入探索，仅仅是告诉各位读者相关信息。并且，也是按照“人云亦云”的原则，既然大多数程序员都在讨论多态，那么我们就按照大多数人说的去介绍（尽管有时候真理掌握在少数人手中）。 “多态”，英文是:Polymorphism，在台湾被称作“多型”。维基百科中对此有详细解释说明。 >多型（英语：Polymorphism），是指物件導向程式執行時，相同的訊息可能會送給多個不同的類別之物件，而系統可依據物件所屬類別，引發對應類別的方法，而有不同的行為。簡單來說，所謂多型意指相同的訊息給予不同的物件會引發不同的動作稱之。 再简化的说法就是“有多种形式”，就算不知道变量（参数）所引用的对象类型，也一样能进行操作，来者不拒。比如上面显示的例子。在Python中，更为pythonic的做法是根本就不进行类型检验。 例如著名的`repr()`函数，它能够针对输入的任何对象返回一个字符串。这就是多态的代表之一。 >>> repr([1,2,3]) '[1, 2, 3]' >>> repr(1) '1' >>> repr({"lang":"python"}) "{'lang': 'python'}" 使用它写一个小函数，还是作为多态代表的。 >>> def length(x): ... print "The length of", repr(x), "is", len(x) ... >>> length("how are you") The length of 'how are you' is 11 >>> length([1,2,3]) The length of [1, 2, 3] is 3 >>> length({"lang":"python","book":"itdiffer.com"}) The length of {'lang': 'python', 'book': 'itdiffer.com'} is 2 不过，多态也不是万能的，如果这样做： >>> length(7) The length of 7 is Traceback (most recent call last): File "", line 1, in File "", line 2, in length TypeError: object of type 'int' has no len() 报错了。看错误提示，明确告诉了我们`object of type 'int' has no len()`。 上述的种种多态表现，皆因为Python是一种解释型的语言，不需要进行预编译，只在运行时才确定状态。所以，Python就被认为天生是一种多态的语言。也有人持相反观点，认为Python不支持多态，在理由中，也用了上述内容。看来，看着半杯水，的确能够有不同的结论——“还有半杯水呢！”和“还剩半杯水了！”。 争论，让给思想者。我们，围观。 在诸多介绍多态的文章中，都会有这样关于猫和狗的例子。这里也将代码贴出来，读者去体会所谓多态体现。其实，如果你进入了Python的语境，有时候是不经意就已经在应用多态特性呢。 #!/usr/bin/env python # coding=utf-8 "the code is from: http://zetcode.com/lang/python/oop/" class Animal(object): #Python 3: class Animal: def __init__(self, name=""): self.name = name def talk(self): pass class Cat(Animal): def talk(self): print "Meow!" #Python 3: print('Meow!')，下同，从略 class Dog(Animal): def talk(self): print "Woof!" a = Animal() a.talk() c = Cat("Missy") c.talk() d = Dog("Rocky") d.talk() 保存后运行之： $ python 21101.py Meow! Woof! 代码中有`Cat`å’Œ`Dog`两个类，都继承了类`Animal`，它们都有`talk()`方法，输入不同的动物名称，会得出相应的结果。 根据前面已经学习过的类和继承的知识，我们知道，对于实例`c`是Cat类型的对象，`d`是Dog类型的对象，但它们也都是Animal类型的对象——类，也是一种对象类型，这样，不论是谁，也都有`Animal`类所规定的方法和属性——多态就体现在这里——继承了`Animal`的子类，实例化之后都可以具有`Animal`的表现形式。 对“多态”的理解，还可以在实践中慢慢增加。 关于多态，有一个被称作“鸭子类型”(duck typeing)的东西，其含义在维基百科中被表述为： >在程序设计中，鸭子类型（英语：duck typing）是动态类型的一种风格。在这种风格中，一个对象有效的语义，不是由继承自特定的类或实现特定的接口，而是由当前方法和属性的集合决定。这个概念的名字来源于由James Whitcomb Riley提出的鸭子测试（见下面的“历史”章节），“鸭子测试”可以这样表述：“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子。” 对于鸭子类型，也是有争议的。这方面的详细信息，读者可以去看有关维基百科的介绍。 对于多态问题，最后还要告诫读者，类型检查是毁掉多态的利器，比如type、isinstance以及isubclass函数，所以，一定要慎用这些类型检查函数。 ##封装和私有化 “封装”，是不是把代码写到某个东西里面，“人”在编辑器中打开，就看不到了呢？ 除非是你的显示器坏了。 在程序设计中，封装(Encapsulation)是对具体对象的一种抽象，即将某些部分隐藏起来，在程序外部看不到，即无法调用（不是人用眼睛看不到那个代码，除非用某种加密或者混淆方法，造成现实上的困难，但这不是封装）。 要了解封装，离不开“私有化”，就是将类或者函数中的某些属性限制在某个区域之内，外部无法调用。 Python中私有化的方法也比较简单，就是在准备私有化的属性（包括方法、数据）名字前面加双下划线。例如： #!/usr/bin/env python # coding=utf-8 class ProtectMe(object): #Python 3: class ProtectMe: def __init__(self): self.me = "qiwsir" self.__name = "kivi" def __python(self): print "I love Python." #Python 3: print("I love Python.")，下同，从略 def code(self): print "Which language do you like?" self.__python() if __name__ == "__main__": p = ProtectMe() print p.me print p.__name 运行一下，看看效果： $ python 21102.py qiwsir Traceback (most recent call last): File "21102.py", line 21, in print p.__name AttributeError: 'ProtectMe' object has no attribute '__name' 查看报错信息，告诉我们没有`__name`那个属性。果然隐藏了，在类的外面无法调用。再试试那个函数，可否？ if __name__ == "__main__": p = ProtectMe() p.code() p.__python() 修改这部分即可。其中`p.code()`的意图是要打印出两句话：`"Which language do you like?"`å’Œ`"I love Python."`，`code()`方法和`__python()`方法在同一个类中，可以调用之。后面的那个`p.__python()`试图调用那个私有方法。看看效果： $ python 21102.py Which language do you like? I love Python. Traceback (most recent call last): File "21102.py", line 23, in p.__python() AttributeError: 'ProtectMe' object has no attribute '__python' 如愿以偿。该调用的调用了，该隐藏的隐藏了。 用上面的方法，的确做到了封装。但是，我如果要调用那些私有属性，怎么办？ 可以使用`property`函数。 #!/usr/bin/env python # coding=utf-8 class ProtectMe(object): #Python 3: class ProtectMe: def __init__(self): self.me = "qiwsir" self.__name = "kivi" @property def name(self): return self.__name if __name__ == "__main__": p = ProtectMe() print p.name #Python 3: print(p.name) 运行结果： $ python 21102.py kivi 从上面可以看出，用了`@property`之后，在调用那个方法的时候，用的是`p.name`的形式，就好像在调用一个属性一样，跟前面`p.me`的格式相同。 看来，封装的确不是让“人看不见”。 ------ [总目录](./index.md)   |   [上节：类(5)](./209.md)   |   [下节：定制类](./239.md) 如果你认为有必要打赏我，请通过支付宝：**[email protected]**,不胜感激。