Python 訪問限制 private public

Charles 發布于2019-07-31 11:13 / 534人閱讀

摘要：正常的函數和變量名為此類型，可以被直接引用。不應該被直接引用，只有內部可以訪問，外部不能訪問。不能隨意修改對象內部的狀態，這樣通過訪問限制的保護，代碼更加健壯。不能直接訪問是因為解釋器對外把變量改成了，所以仍然可以通過來訪問變量。

一、知識點

在一個模塊中，我們可能會定義很多函數和變量。但有的函數和變量我們希望能給別人使用，有的函數和變量我們希望僅僅在模塊內部使用，so?
我們可以通過定義該函數、變量是公開的還是私有的來達到該目的。
在Python中，是通過下劃線“_”前綴來實現的。

public：公開的。正常的函數和變量名為此類型，可以被直接引用。比如變量abc、PI等；

特殊變量：格式為__xxx__ ，以__開頭、以__結尾。可以直接被引用，但是有特殊用途。比如 __author__ 、__name__就是特殊變量。一般自己定義的變量不要用這種變量名。

private：私有的、非公開的，格式類似于_xxx_ 和__xxx，例如__num。
不應該被直接引用，只有內部可以訪問，外部不能訪問。
不能隨意修改對象內部的狀態，這樣通過訪問限制的保護，代碼更加健壯。

二、舉例說明

在Class類內部，可以有屬性和方法。而外部代碼可以通過直接調用實例變量的方法來操作數據，隱藏了內部復雜邏輯。但是，外部代碼還是可以自由地修改一個實例的屬性。例如：

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

如果要讓內部屬性不被外部訪問，可以把屬性的名稱前加上兩個下劃線“__”，變成私有變量，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))

嘗試在外部對屬性進行訪問，發現會報錯，因為私有變量，不能被外部訪問。

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

但是，如果外部代碼要獲取name和score怎么辦？
給Student類增加獲取屬性的方法：get_name()和get_score()，如下：

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

如果外部代碼修改score怎么辦？可以再給Student類增加設置方法：set_score()：

...
def set_score(self, score):  
    # 避免傳入無效參數  
    if 0 <= score <= 100:  
        self.__score = score 
    else:              
        raise ValueError("bad score")

那作為雙下劃線開頭的私有實例變量是不是一定不能從外部訪問呢？其實也不是。
不能直接訪問__name是因為Python解釋器對外把__name變量改成了_Student__name，所以仍然可以通過_Student__name來訪問__name變量。

>>> bart = Student("Bart Simpson", 98)
>>> bart.get_name() 
"Bart Simpson" 
>>> bart.__name = "New Name"  # 給bart新增的__name變量 
>>> bart.__name               # ！與class內部的__name變量不是一個變量！
"New Name"  
>>> bart.get_name()           # get_name()內部返回self.__name (_Student__name)
"Bart Simpson"

表面上看，外部代碼“成功”地設置了__name變量，但實際上這個__name變量和class內部的__name變量不是一個變量！內部的__name變量已經被Python解釋器自動改成了_Student__name，而外部代碼給bart新增了一個__name變量。

所以python并沒有一種方法可以完全限制訪問private的函數或變量，所以不是“不能被直接引用”，從編程的習慣上不應該引用private函數或變量。那他們的用處呢？
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)

在模塊里公開greeting()函數，而把內部邏輯用private函數隱藏起來了。這樣，調用greeting()函數不用關心內部的私有函數的細節。
這是一種非常有用的代碼封裝和抽象的方法，即：外部不需要引用的函數全部定義成private，只有外部需要引用的函數才定義為public。

三、完整代碼

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):  
        # 避免傳入無效參數  
        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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