Python 访问限制 private public

Charles 发布于2019-07-31 11:13 / 532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abc、PI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_ 和__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

在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name和score怎么办？
给Student类增加获取属性的方法：get_name()和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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