Java開發者的Python快速進修指南：物件導向--高階篇

努力的小雨發表於2023-12-06
JavaPython物件

首先，讓我來介紹一下今天的主題。今天我們將討論封裝、反射以及單例模式。除此之外，我們不再深入其他內容。關於封裝功能，Python與Java大致相同，但寫法略有不同，因為Python沒有修飾符。而對於反射來說，我認為它比Java簡單得多，不需要頻繁地獲取方法和屬性，而是有專門的方法來實現。最後，我們將簡單地實現一下單例模式，這樣物件導向章節就告一段落了。

封裝（Encapsulation）

封裝是指將資料和方法封裝在一個類中。在Python中，我們可以透過屬性和方法來實現封裝。屬性可以透過getter和setter方法來訪問和修改，而方法可以在類的內部進行訪問和使用。然而，與Java不同的是，雖然方法在Python中是可以呼叫的，但Java不允許。另外，屬性也有一些區別，如果屬性以雙下劃線開頭，並且沒有宣告屬性，將無法直接訪問。除非你動態賦值，那麼將失去封裝的作用。

使用雙下劃線開頭的屬性是私有屬性，下面是一個簡單的示例程式碼：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name    # 
         
    def get_name(self):
        return self.__name

    def set_name(self, name):
        self.__name = name

person = Person("xiaoyu")
print(person.get_name())    # 輸出：xiaoyu

我們都是學習Java的，所以對於getter和setter方法的使用應該是基本常識了。記住在Python中，我們使用雙下劃線來定義私有屬性，但實際上這只是一種約定，Python並沒有真正的私有屬性概念。我們可以透過一些特殊的方式來訪問和修改私有屬性，但這違背了封裝的原則，不建議直接這樣做。

反射（Reflection）

反射是一種強大的程式設計技術，它使得在執行時可以動態地獲取和修改物件的屬性和方法。在Python中，我們可以利用內建的getattr()、setattr()和hasattr()等函式來實現反射的功能。透過反射，我們可以在執行時根據需要獲取或修改物件的屬性和方法，從而實現更靈活和動態的程式設計。不過，我還是有原則的，畢竟Java作為一種商業生態體系成熟的程式語言，在各個領域都有著強大的應用和支援，這是其他語言所無法比擬的。

下面是一個簡單的示例程式碼：

class MyClass:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def hello(self):
        print("Hello, {}!".format(self.name))

    def dance(self):
        print("dance, {}!".format(self.name))

    def cmd(self):
        method_name = input("====>")
        if hasattr(obj, method_name):
            method = getattr(obj, method_name)
            method()  


obj = MyClass("xiaoyu")
obj.cmd()

這樣就可以獲取到方法然後去實現反射了，我就不演示setattr了，自行演示吧。

image

單例模式（Singleton）

單例模式是一種常用的設計模式，它可以確保一個類只有一個例項，並且提供一個全域性訪問點，方便其他物件對該例項進行呼叫。在Python中，我們可以透過使用模組級別的變數來實現單例模式，這種方式非常簡潔和高效。

下面是一個簡單的示例程式碼，展示瞭如何在Python中實現單例模式：

class Singleton:
    _instance = None

    @classmethod
    def get_instance(cls):
        if not cls._instance:
            cls._instance = cls()
        return cls._instance
        
s1 = Singleton.get_instance()
s2 = Singleton.get_instance()

print(s1 is s2)  # 輸出: True

與Java相似，Python中也可以使用classmethod裝飾器來實現方法，只是在Python中我們稱之為裝飾器而非註解。

另外，Python中也有一種類似於Java中常用的stream流處理for迴圈的高階用法，只不過在Python中這種寫法是倒著的。所以人們稱之為字典推導或列表推導。為了方便記憶，我一直稱之為推倒。

student = {
    "name": "xiaoyu",
    "age": 18
}

[print(key + ": " + str(value)) for key, value in student.items() if key == "name"]
# 輸出 name: xiaoyu

總結

在今天的課上，我們深入討論了封裝、反射和單例模式這幾個重要的概念。我不想過多地贅述它們的細節，但是請大家務必記住它們的基本語法規則，因為這也是物件導向章節的結束。我希望大家能夠牢牢掌握這些知識點，為未來的學習打下堅實的基礎。

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