【Python基礎知識】類中的私有屬性和方法

像Java之類的經典面向對象編程語言通過公共、私有或受保護的關鍵字來控制對類資源的訪問權限。類中的私有成員會拒絕從類外部環境訪問，只能在類內部處理它們。而公共成員(通常是在類中聲明的方法)可以從類外部環境訪問。調用公共方法需要相同類的實例。私有實例變量和公共方法的這種安排確保了數據的封裝性。類中受保護成員可從該類內部訪問，也可用于其子類，但不允許其他環境訪問它，這樣可以使子類繼承父類的特定資源。這種保護常常是為了避免開發者無意中修改了某個類中的資源，而非有意為之，這樣減少了發生錯誤的幾率。

但是，Python中并沒有有效限制訪問任何實例變量或方法的機制。Python規定了使用單/雙下劃線為變量/方法的名稱加前綴，以模擬受保護和專用訪問說明符的行為。默認情況下，Python類中所有成員都是公共的，可以從類環境之外訪問任何成員。如上一小節所示，可以從外部訪問類的屬性，也可以修改它的值。

可以通過在實例變量前加上單個下劃線，以“保護”該變量。這并不是真正的受保護，單個下劃線并不會提供任何保護限制，這只是Python開發者的約定，在看到單個前置下劃線的變量時，并不會嘗試訪問和修改它：

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'   # 仍然可以訪問并修改帶單個前置下劃線的變量 
10. >>> mimi._name 
11. 'Miaomiao'  

單個前置下劃線的命名模式只是在約定上有意義，但是雙前置下劃線會讓Python解釋器重寫屬性的名稱，以達到保護變量的目的。將上述示例修改成雙前置下劃線：

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' 

使用雙前置下劃線可以很好地保護類中的資源。但是，訪問類中資源的通道并不是完全關閉的，經過修改名稱之后，仍然可以訪問它。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表示實例名，class表示類名。嘗試訪問上例中的變量：

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問 
8. 'Mimi' 
9. >>> mimi._Cat__age 
10. 1 

Python允許通過“綠色通道”訪問，主要是因為保護類中的資源原本就是為了避免“不小心”修改變量等無意行為。雖然有“綠色通道”，但并不建議通過這種方式訪問受保護的變量。

上述程序中，類中的self.__name和self.__age稱為類的私有屬性。類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的形式，只能在類內調用。私有方法的語法格式如下：

class 類名(object):

def __方法名(self):

方法體.

下面是一個使用私有方法的示例：

1. >>> class Car(object): 
2. ...     def __passenger(self): 
3. ...         print('滿載乘客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解釋器提示出錯了。因為Car類中定義的__passenger()是私有方法，在類外不能調用或修改。