3.1 面向对象：用类重新组织账本

3.1 面向对象：用类重新组织账本

本节摘要：类把"数据"和"操作数据的函数"打包成一个整体，让数据终于有了唯一管理者。本节从 v0.2 的"ledger 裸奔"痛点出发，讲类的定义、构造方法、实例方法与封装，然后把轻记账重构出第一个类 Ledger——功能一行不减，代码归属清清楚楚。理解了本节，第 5 章的数据库模型与第 6 章的资源接口都只是它的变形。

动手前先定目标

阅读完本节，你应当能够：

1. 定义类并区分类、实例、属性、方法四个词
2. 写构造方法 init 与实例方法，解释 self 指向谁
3. 说明封装解决什么问题，判断哪些数据该藏、哪些方法该露
4. 把 v0.2 的散装函数重构为 Ledger 类，行为与原来完全一致

问题：数据在裸奔

v0.2 里，ledger 列表被 main、add_record、save_ledger 好几个函数传来传去。任何一处代码都能随手改它——传错参数、忘了落盘、改了结构没同步其他函数，全都没人拦。根子在于：数据和操作它的逻辑是分家的。分家导致"谁能改数据"没有边界。类给出的答案是把两者焊在一起：数据住在对象内部，只有它自己的方法能碰。外界想记账？调它的 add_record，规矩由它定。

图 3-1 从散装函数到 Ledger 类

类与实例：图纸和房子

类是图纸，实例是按图纸盖出来的房子。一本账是一个实例，程序里可以同时存在多个互不干扰的账本实例：

class Ledger:
    """一个记账本：内部管理账目数据，对外提供操作方法。"""

    def __init__(self):
        self.records = []          # 实例属性：每个账本对象各有一份

    def add_record(self, item, amount):
        self.records.append({"item": item, "amount": amount})

    def month_total(self, month):
        return sum(r["amount"] for r in self.records)
​

__init__ 是构造方法，创建实例时自动执行，负责给对象"开机初始化"；self 指向当前这个实例——my_ledger.add_record(...) 执行时，self 就是 my_ledger，所以方法里读写 self.records 改的正是这一个账本的列表。定义时的 self 看着多余，调用时它由 Python 自动传入，这是新手最容易懵的一点：定义带 self，调用不带。

my_ledger = Ledger()        # 创建实例，__init__ 自动执行
my_ledger.add_record("早饭", 12.5)
work_ledger = Ledger()      # 第二个实例，records 独立
print(len(my_ledger.records))   # 1
print(len(work_ledger.records)) # 0 —— 互不干扰
​

封装：哪些门对外开

封装的原则一句话：属性藏起来，行为露出去。外界不该直接捅 my_ledger.records.append(...)——绕过了 add_record 的规矩（比如将来加的日期、校验）。Python 没有强制私有，靠约定：属性名前加单个下划线表示"内部用，外人别碰"：

class Ledger:
    def __init__(self):
        self._records = []              # 下划线：内部属性

    def add_record(self, item, amount):
        if amount <= 0:
            raise ValueError("金额必须为正")   # 规矩集中在一个地方
        self._records.append({
            "item": item,
            "amount": amount,
            "date": date.today().isoformat(),
        })

    @property
    def count(self):                    # 只读属性，像字段一样用
        return len(self._records)

ledger = Ledger()
ledger.add_record("早饭", 12.5)
print(ledger.count)      # 1 —— 外界不知道、也不需要知道内部是列表还是别的
​

这层"门面"的价值在第 5 章兑现：账目从列表换成数据库表时，只要方法的输入输出不变，主程序一行不用改——封装是给未来留的活口。

演练：v0.3 重构

把散装函数全部收编进类，主程序瘦身：

from datetime import date
import json

class Ledger:
    def __init__(self, data_file="ledger.json"):
        self._data_file = data_file
        self._records = self._load()

    def _load(self):
        try:
            with open(self._data_file, "r", encoding="utf-8") as f:
                return json.load(f)
        except FileNotFoundError:
            return []

    def save(self):
        with open(self._data_file, "w", encoding="utf-8") as f:
            json.dump(self._records, f, ensure_ascii=False, indent=2)

    def add_record(self, item, amount):
        if amount <= 0:
            raise ValueError("金额必须为正")
        self._records.append({
            "item": item, "amount": amount,
            "date": date.today().isoformat(),
        })
        self.save()

    def all(self):
        return list(self._records)     # 返回副本，防止外界乱改

ledger = Ledger()
try:
    ledger.add_record("早饭", 12.5)
except ValueError as e:
    print(e)
for r in ledger.all():
    print(r["item"], r["amount"])
​

注意 __init__ 里调 self._load——方法之间也能通过 self 互相调用，类的内部是一个可以自由协作的小团队。变式一：给 Ledger 加 delete_by_index(i) 方法，删除前检查序号范围。变式二：创建两个 Ledger 实例指向不同数据文件，验证互不干扰——这正是第 6 章多用户场景的雏形。

易错点清单

• 忘写 self：实例方法参数里漏了 self，调用时报参数个数不符
• 类属性与实例属性混淆：写在类体里的是全体实例共享的，写在 init 里才是每实例一份
• 外界直接捅内部属性：绕过方法的校验和落盘，bug 埋得更深
• all() 返回原列表：调用方改副本之外的"真身"，封装形同虚设——返回副本

本节要点回顾

• 类 = 数据 + 行为的打包，实例是图纸盖出的具体对象
• init 负责初始化，self 指当前实例：定义带、调用不带
• 封装原则：属性藏（下划线约定），行为露，规矩集中在方法里
• Ledger 类完成 v0.3 重构，为换存储、上 Web 留好接口
• 封装是给未来留的活口：内部随便换，门面不动

管家上岗了。可管家靠不靠谱，得有人验收——下一节调试与单元测试。