【Python基礎(chǔ)知識(shí)】類(lèi)中的私有屬性和方法

像Java之類(lèi)的經(jīng)典面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言通過(guò)公共、私有或受保護(hù)的關(guān)鍵字來(lái)控制對(duì)類(lèi)資源的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。類(lèi)中的私有成員會(huì)拒絕從類(lèi)外部環(huán)境訪(fǎng)問(wèn)，只能在類(lèi)內(nèi)部處理它們。而公共成員(通常是在類(lèi)中聲明的方法)可以從類(lèi)外部環(huán)境訪(fǎng)問(wèn)。調(diào)用公共方法需要相同類(lèi)的實(shí)例。私有實(shí)例變量和公共方法的這種安排確保了數(shù)據(jù)的封裝性。類(lèi)中受保護(hù)成員可從該類(lèi)內(nèi)部訪(fǎng)問(wèn)，也可用于其子類(lèi)，但不允許其他環(huán)境訪(fǎng)問(wèn)它，這樣可以使子類(lèi)繼承父類(lèi)的特定資源。這種保護(hù)常常是為了避免開(kāi)發(fā)者無(wú)意中修改了某個(gè)類(lèi)中的資源，而非有意為之，這樣減少了發(fā)生錯(cuò)誤的幾率。

但是，Python中并沒(méi)有有效限制訪(fǎng)問(wèn)任何實(shí)例變量或方法的機(jī)制。Python規(guī)定了使用單/雙下劃線(xiàn)為變量/方法的名稱(chēng)加前綴，以模擬受保護(hù)和專(zhuān)用訪(fǎng)問(wèn)說(shuō)明符的行為。默認(rèn)情況下，Python類(lèi)中所有成員都是公共的，可以從類(lèi)環(huán)境之外訪(fǎng)問(wèn)任何成員。如上一小節(jié)所示，可以從外部訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)的屬性，也可以修改它的值。

可以通過(guò)在實(shí)例變量前加上單個(gè)下劃線(xiàn)，以“保護(hù)”該變量。這并不是真正的受保護(hù)，單個(gè)下劃線(xiàn)并不會(huì)提供任何保護(hù)限制，這只是Python開(kāi)發(fā)者的約定，在看到單個(gè)前置下劃線(xiàn)的變量時(shí)，并不會(huì)嘗試訪(fǎng)問(wèn)和修改它：

1. >>> class Cat: 
2. ...     def __init__(self): 
3. ...         self._name = 'Mimi' 
4. ...         self._age = 1 
5. ... 
6. >>> mimi = Cat() 
7. >>> mimi._name 
8. 'Mimi' 
9. >>> mimi._name = 'Miaomiao'   # 仍然可以訪(fǎng)問(wèn)并修改帶單個(gè)前置下劃線(xiàn)的變量 
10. >>> mimi._name 
11. 'Miaomiao'  

單個(gè)前置下劃線(xiàn)的命名模式只是在約定上有意義，但是雙前置下劃線(xiàn)會(huì)讓Python解釋器重寫(xiě)屬性的名稱(chēng)，以達(dá)到保護(hù)變量的目的。將上述示例修改成雙前置下劃線(xiàn)：

1. >>> class Cat: 
2. ...     def __init__(self): 
3. ...         self.__name = 'Mimi' 
4. ...         self.__age = 1 
5. ... 
6. >>> mimi = Cat() 
7. >>> mimi.__name 
8. Traceback (most recent call last): 
9.   File "<stdin>", line 1, in <module> 
10. AttributeError: 'Cat' object has no attribute '__name' 
11. >>> mimi.__age 
12. Traceback (most recent call last): 
13.   File "<stdin>", line 1, in <module> 
14. AttributeError: 'Cat' object has no attribute '__age' 

使用雙前置下劃線(xiàn)可以很好地保護(hù)類(lèi)中的資源。但是，訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)中資源的通道并不是完全關(guān)閉的，經(jīng)過(guò)修改名稱(chēng)之后，仍然可以訪(fǎng)問(wèn)它。修改前后的變量名變化如下。

修改前： variable。

修改后：_object._class__variable。

其中，variable表示變量名，object表示實(shí)例名，class表示類(lèi)名。嘗試訪(fǎng)問(wèn)上例中的變量：

1. >>> class Cat: 
2. ...     def __init__(self): 
3. ...         self.__name = 'Mimi' 
4. ...         self.__age = 1 
5. ... 
6. >>> mimi = Cat() 
7. >>> mimi._Cat__name   # 使用這種方式仍然可以訪(fǎng)問(wèn) 
8. 'Mimi' 
9. >>> mimi._Cat__age 
10. 1 

Python允許通過(guò)“綠色通道”訪(fǎng)問(wèn)，主要是因?yàn)楸Ｗo(hù)類(lèi)中的資源原本就是為了避免“不小心”修改變量等無(wú)意行為。雖然有“綠色通道”，但并不建議通過(guò)這種方式訪(fǎng)問(wèn)受保護(hù)的變量。

上述程序中，類(lèi)中的self.__name和self.__age稱(chēng)為類(lèi)的私有屬性。類(lèi)除了具有私有屬性外，還具有私有方法。私有方法采用雙前置下劃線(xiàn)的形式，只能在類(lèi)內(nèi)調(diào)用。私有方法的語(yǔ)法格式如下：

class 類(lèi)名(object):

def __方法名(self):

方法體.

下面是一個(gè)使用私有方法的示例：

1. >>> class Car(object): 
2. ...     def __passenger(self): 
3. ...         print('滿(mǎn)載乘客4人') 
4. ... 
5. >>> falali = Car() 
6. >>> print(falali.__passenger) 
7. Traceback (most recent call last): 
8.   File "<stdin>", line 1, in <module> 
9. AttributeError: 'Car' object has no attribute '__passenger' 

Python解釋器提示出錯(cuò)了。因?yàn)镃ar類(lèi)中定義的__passenger()是私有方法，在類(lèi)外不能調(diào)用或修改。