在Class内部,可以有字段,方法和属性,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,
(1)私有普通字段
比如对于下面的Student类,name字段可以在外面通过对象进行直接访问:
1 class Student(object): 2 def __init__(self, name): 3 self.name = name 4 5 def get_name(self): 6 return self.name 7 8 rob = Student("Rob") 9 rob.name = 'Rob1' 10 print(rob.get_name())
上面的程序输出是 Rob1
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:
1 class Student(object): 2 def __init__(self, name): 3 self.__name = name 4 5 def get_name(self): 6 return self.__name 7 8 rob = Student("Rob") 9 rob.__name = 'Rob1' 10 print(rob.get_name())
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,我们看到程序输出是 Rob ,也就是代码 rob.__name = 'Rob1' 并不生效。
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修改name怎么办?可以给Student类增加set_name
这样的方法:
1 class Student(object): 2 ... 3 4 def set_name(self, name): 5 self.__name = name
你也许会问,原先那种直接通过rob.name= "Rob1"
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,比如我们想对学生类的score操作:
1 class Student(object): 2 ... 3 4 def get_score(self): 5 return self.__score 6 7 def set_score(self, value): 8 if 0 <= value <= 100: 9 self.__score = value 10 else: 11 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
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。
还有一个问题需要注意,
假如有子类继承了Student类,那么private字段能否在子类中访问呢?我们来看下面的例子,Freashman类继承Student类,在Freashman类中尝试获取__score属性:
1 class Student(object): 2 def __init__(self, name): 3 self.__name = name 4 self.__score = 0 5 6 def get_name(self): 7 return self.__name 8 9 def set_name(self, name): 10 self.__name = name 11 12 def get_score(self): 13 return self.__score 14 15 def set_score(self, value): 16 if 0 <= value <= 100: 17 self.__score = value 18 else: 19 raise ValueError("Bad score") 20 21 22 class Freshman(Student): 23 def get_score(self): 24 return self.__score 25 26 27 mary = Freshman("Mary") 28 print(mary.get_score())
运行程序将报错: AttributeError: 'Freshman' object has no attribute '_Freshman__score'
因此私有成员除了类本身内部,其他地方都不可访问。
(2)私有静态字段
我们知道类除了有普通字段,还有静态字段,对于静态字段我们也可以限制只在类内部访问,只是和普通字段稍有不同:
(1)静态字段通过类访问
(2)可以将内部访问的方法设置为静态方法:
1 class Student(object): 2 __nationality = 'China' 3 4 ... 5 6 @staticmethod # 静态方法 7 def get_nationality(): 8 return Student.__nationality # 通过类访问 9 10 @staticmethod # 静态方法 11 def set_nationality(nation): 12 Student.__nationality = nation # 通过类访问 13 14 print(Student.get_nationality()) 15 Student.set_nationality('USA') 16 print(Student.get_nationality())
方法、属性的访问于上述方式相似,即:私有成员只能在类内部使用