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Python 访问限制 private public

Charles / 351人阅读

摘要:正常的函数和变量名为此类型,可以被直接引用。不应该被直接引用,只有内部可以访问,外部不能访问。不能随意修改对象内部的状态,这样通过访问限制的保护,代码更加健壮。不能直接访问是因为解释器对外把变量改成了,所以仍然可以通过来访问变量。


一、知识点

在一个模块中,我们可能会定义很多函数和变量。但有的函数和变量我们希望能给别人使用,有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用,so?
我们可以通过定义该函数、变量是公开的还是私有的来达到该目的。
在Python中,是通过下划线“_”前缀来实现的。

public:公开的。正常的函数和变量名为此类型,可以被直接引用。比如变量abcPI等;

特殊变量:格式为__xxx__ ,以__开头、以__结尾。可以直接被引用,但是有特殊用途。比如 __author____name__就是特殊变量。一般自己定义的变量不要用这种变量名。

private:私有的、非公开的,格式类似于_xxx___xxx,例如__num
不应该被直接引用,只有内部可以访问,外部不能访问。
不能随意修改对象内部的状态,这样通过访问限制的保护,代码更加健壮。

二、举例说明

Class类内部,可以有属性和方法。而外部代码可以通过直接调用实例变量的方法来操作数据,隐藏了内部复杂逻辑。但是,外部代码还是可以自由地修改一个实例的属性。例如:

>>>b.score
99
>>>b.score = 59
>>>b.score
59

如果要让内部属性不被外部访问,可以把属性的名称前加上两个下划线“__”,变成私有变量,如下:

class Student(object):     
    def __init__(self, name, score):         
        self.__name = name         
        self.__score = score     
        
    def print_score(self):         
        print("%s: %s" % (self.__name, self.__score))

尝试在外部对属性进行访问,发现会报错,因为私有变量,不能被外部访问。

>>> bart = Student("Bart Simpson", 98) 
>>> bart.__name  # 私有变量:不能被外部访问
Traceback (most recent call last):   
File "", line 1, in  
AttributeError: "Student" object has no attribute "__name"

但是,如果外部代码要获取namescore怎么办?
给Student类增加获取属性的方法:get_name()get_score(),如下:

class Student(object):
    ...
    def get_name(self):          
        return self.__name      
    def get_score(self):          
        return self.__score 

如果外部代码修改score怎么办?可以再给Student类增加设置方法:set_score()

...
def set_score(self, score):  
    # 避免传入无效参数  
    if 0 <= score <= 100:  
        self.__score = score 
    else:              
        raise ValueError("bad score")  

那作为双下划线开头的私有实例变量是不是一定不能从外部访问呢?其实也不是。
不能直接访问__name是因为Python解释器对外把__name变量改成了_Student__name,所以仍然可以通过_Student__name来访问__name变量。

>>> bart = Student("Bart Simpson", 98)
>>> bart.get_name() 
"Bart Simpson" 
>>> bart.__name = "New Name"  # 给bart新增的__name变量 
>>> bart.__name               # !与class内部的__name变量不是一个变量!
"New Name"  
>>> bart.get_name()           # get_name()内部返回self.__name (_Student__name)
"Bart Simpson"    

表面上看,外部代码“成功”地设置了__name变量,但实际上这个__name变量和class内部的__name变量不是一个变量!内部的__name变量已经被Python解释器自动改成了_Student__name,而外部代码给bart新增了一个__name变量。

所以python并没有一种方法可以完全限制访问private的函数或变量,所以不是“不能被直接引用”,从编程的习惯上不应该引用private函数或变量。那他们的用处呢?
例如:

def _private_1 (name):
    return "hello,%s " % name
def _private_2 (name):
    return "hi , %s " % name
def greeting(name):
    if len(name) > 3:
        return _private_1 (name)
    else:
        return _private_2 (name)

在模块里公开greeting()函数,而把内部逻辑用private函数隐藏起来了。这样,调用greeting()函数不用关心内部的私有函数的细节。
这是一种非常有用的代码封装和抽象的方法,即:外部不需要引用的函数全部定义成private,只有外部需要引用的函数才定义为public

三、完整代码
class Student(object):     
    def __init__(self, name, score):         
        self.__name = name         
        self.__score = score     
        
    def print_score(self):         
        print("%s: %s" % (self.__name, self.__score))
    
    def get_name(self):          
        return self.__name      
    
    def get_score(self):          
        return self.__score
        
    def set_score(self, score):  
        # 避免传入无效参数  
        if 0 <= score <= 100:  
            self.__score = score 
        else:              
            raise ValueError("bad score")   
            
    def _private_1 (name):
        return "hello,%s " % name
    def _private_2 (name):
        return "hi , %s " % name
    def greeting(name):
        if len(name) > 3:
            return _private_1 (name)
        else:
            return _private_2 (name)

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