Python3面向对象访问限制

怼烎@ 2022-03-17 04:54 271阅读 0赞

在Class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，这样，就隐藏了内部的复杂逻辑。

class Student(object):
    
        def __init__(self, name, score):
            self.name = name
            self.score = score

但是，从Student类的定义来看，外部代码还是可以自由地修改一个实例的`name`、`score`属性：

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
    >>> bart.score
    59
    >>> bart.score = 99
    >>> bart.score
    99

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`__`，在Python中，实例的变量名如果以`__`开头，就变成了一个私有变量（private），只有内部可以访问，外部不能访问，所以，我们把Student类改一改：

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))

改完后，对于外部代码来说，没什么变动，但是已经无法从外部访问`实例变量.__name`和`实例变量.__score`了：

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
    >>> bart.__name
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: 'Student' object has no attribute '__name'

这样就确保了外部代码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。

但是如果外部代码要获取name和score怎么办？可以给Student类增加`get_name`和`get_score`这样的方法：

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

如果又要允许外部代码修改score怎么办？可以再给Student类增加`set_score`方法：

class Student(object):
        ...
    
        def set_score(self, score):
            self.__score = score

你也许会问，原先那种直接通过`bart.score = 99`也可以修改啊，为什么要定义一个方法大费周折？因为在方法中，可以对参数做检查，避免传入无效的参数：

class Student(object):
        ...
    
        def set_score(self, score):
            if 0 <= score <= 100:
                self.__score = score
            else:
                raise ValueError('bad score')

需要注意的是，在Python中，变量名类似`__xxx__`的，也就是以双下划线开头，并且以双下划线结尾的，是特殊变量，特殊变量是可以直接访问的，不是private变量，所以，不能用`__name__`、`__score__`这样的变量名。

有些时候，你会看到以一个下划线开头的实例变量名，比如`_name`，这样的实例变量外部是可以访问的，但是，按照约定俗成的规定，当你看到这样的变量时，意思就是，“虽然我可以被访问，但是，请把我视为私有变量，不要随意访问”。

双下划线开头的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__name
    'Bart Simpson'

但是强烈建议你不要这么干，因为不同版本的Python解释器可能会把`__name`改成不同的变量名。

总的来说就是，Python本身没有任何机制阻止你干坏事，一切全靠自觉。

最后注意下面的这种*错误写法*：

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
    >>> bart.get_name()
    'Bart Simpson'
    >>> bart.__name = 'New Name' # 设置__name变量！
    >>> bart.__name
    'New Name'

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。不信试试：

>>> bart.get_name() # get_name()内部返回self.__name
    'Bart Simpson'