今天起介紹封裝的另一個主題：attributes vs properties(或單數attribute vs property)。

• 昨天花了很大力氣，設法釐清私有屬性無法用物件.屬性的方式存取(註1)，必須利用由類別提供的公開方法(getters和setters)。
• 但是，這又引發另一個問題。稱問題也許太過沉重，就說是個小小的不便吧。
• 有甚麼不便之處？各位試想：一般變數可以直接用名稱取值如print(f'{tree_keeper=}')、直接以=賦值如tree_keeper = 'Audrey Hepburn'。而自訂類別中的(私有)屬性，卻必須透過getters和setters方法取值賦值，存取方式明顯不如一般變數的簡單和直觀：

  class Tree():
      def __init__(self, breed: str, age: int, height: int):
          self.__breed = breed        # private attribute
          self.__age = age            # private attribute
          self.__height = height      # private attribute
  
      def get_age(self) -> int:       # public getter for age
          return self.__age
  
      def set_age(self, age: int):   # public setter for age
          age_ranges = {'camphor': [0, 800], 'oak': [0, 300]}
          if age < age_ranges[self.__breed][0] or age > age_ranges[self.__breed][1]:
              raise Exception('樹齡數字不合理。')
          else:  # 放行
              self.__age = age    
  
  
  # 主程式
  tree_keeper = 'Ingrid Bergman'
  print(f'{tree_keeper=}')         # 一般變數可以直接取值。
  
  tree_keeper = 'Audrey Hepburn'   # 一般變數可以直接賦值。
  print(f'{tree_keeper=}')
  
  tree = Tree('camphor', 50, 37)
  print(f'{tree.get_age()=}')      # 物件的私有屬性要動用getter取值。
  
  tree.set_age(700)                # 物件的私有屬性要動用setter賦值。
  print(f'{tree.get_age()=}')
  

  輸出：
  
• 有沒有可能讓自訂類別中私有屬性的存取，一方面受到嚴密保護，另一方面使用時享有和一般變數相同的存取方式？如果可能，不是更加方便嗎？
• 需求為創新之母，可以滿足這個需求的property，這時該出場亮相了。
• 聽起來，property是個多麼神奇的機制呀。您說神奇當然沒錯，不過骨子裡它只是程式語言的一顆「語法糖」(註2)耳。
• Property這顆語法糖不是Python獨有，其他一些物件導向的程式語言也有供應。它的具體做法，是將getters和setters方法「偽裝」成屬性。可謂「掛屬性之頭，賣方法之肉」。
• 筆者到現在還沒有介紹property的中文譯名，是有意為之。太早說明怕讀者反而被譯名搞胡塗，原因是property中文通常也譯作「屬性」。沒錯，就和attribute的中譯同名。所以各位千萬得注意，中文的「屬性」一詞其實是歧義(ambiguous)的，時而指涉attribute，時而卻是property。
• 最好的辨識方法，是直接看英文。如無英文可看，則從上下文推敲。
• 為免混淆，本系列文章property一律直接用英文不中譯，中文的「屬性」則專指attribute。

C#的property

• 據筆者記憶，C#是大量使用property的語言。以下是筆者知道的C# property寫法。不過C#版本改進很快，說不定最新版的語法已經不是這樣。無所謂，本系列重點不在C#。

  using System;
  namespace MyApplication
  {
    class Tree
    {
      private string breed;  // 這是private attribute。
      public string Breed    // 這是public property。
      {
        // 將getter和setter包在property裡面。
        get { return breed; }   // getter
        // 透過public property修改private attribute。
        set { breed = value; }  // setter
      }
    }
  
    class Program
    {
      static void Main(string[] args)
      {
        Tree tree = new Tree();
        tree.Breed = "cedar";   // 直接賦值，表面上沒有使用getter。
        Console.WriteLine(tree.Breed);   // 直接取值，看不到setter影子。
      }
    }
  }
  

  輸出：
  

Python的property

• Python的property機制，是利用內建的property()函數達成。
• 和print(), type()等內建函數一樣，使用property()不必import任何模組，直接用就行。
• 範例：

  class Tree:
      def __init__(self, breed: str, age: int):  # constructor建構子
          self.__breed = breed   # __breed和__age是private attribute。
          self.__age = age   # 有些人會錯用「一條」前綴底線來代表private。
  
      def __get_breed(self) -> str:     # private getter
          return self.__breed    
  
      def __get_age(self) -> int:       # private getter
          return self.__age
  
      def __set_age(self, age: int):    # private setter
          if age > 15000 or age < 0:
              raise Exception('樹齡數字不合理。')
          self.__age = age
  
      def __del_age(self):              # private deleter(較少用)
          del self.__age
  
      # 以下就是property了，請「畫重點」。
      # fget, fset, fdel都是property()的關鍵字參數。顧名思義，不必解釋。
      breed = property(fget=__get_breed)   # breed和age是property。
      age = property(fget=__get_age, fset=__set_age, fdel=__del_age)
  

  主程式長這樣：

  try:
      tree = Tree('cedar', 150)      # 建立物件時設定初值：雪松, 150歲。
      print(f'{tree.breed=}')        # 貌似attribute，實則property。
      print(f'aa: {tree.age=}')    
      tree.age = -100                # 賦值(這裡會產生Exception)。
      print(f'bb: {tree.age=}')      # 這行沒有機會執行。
  except Exception as e:
      print(f'錯誤訊息：{str(e)}')
  finally:
      print(f'cc: {tree.age=}')
  

  輸出如下：
  
• 以上tree.breed中的breed，以及tree.age中的age，名稱前無前綴底線，看來是公開屬性(public attributes)，其實都是properties。
• print(f'{tree.breed=}')和tree.age = -100的寫法，和存取普通變數形式一致，相當直觀。
• print(f'{tree.breed=}')中的tree.breed，骨子裡是呼叫類別內部的私有方法__get_breed()。
• 同樣道理，tree.age = -100其實是呼叫類別內部的私有方法__set_age()。執行這行時，-100超出設定的合理範圍，因而觸發Exception。所以print(f'bb: {tree.age=}')這行不會執行，直接跳到finally區塊。
• 以上是Python的property入門。明天介紹property更「聰明進階」的用法。

註1: 假設不使用Day8「在外部修改私有屬性，真行嗎？」篇提到的方法。
註2: 語法糖(syntatic sugar)又稱語法甜頭(筆者個人較傾向此名)。是程式語言的一種機制，在和原本語法效果完全相同前提下，提供另一種比較簡短的語法。像C語言的i++就可以算是一種語法甜頭，它和i = i + 1等價。Python的i += 1也是，只是沒有i++那麼「甜」而已。