与面试官谈笑风生 | Python面向对象之访问控制
Python从设计之初就是一门面向对象的语言,面向对象思想的第一个要素就是封装。所谓封装,通俗的讲就是类中的属性和方法,分为公有和私有,公有可以被外界访问,私有不能被外界访问,这就是封装中最关键的概念——访问控制。
访问控制有三种级别:私有、受保护、公有
私有(Private):只有类自身可以访问 受保护(Protected):只有类自身和子类可以访问 公有(Public):任何类都可以访问
由于Python不像Java,有访问控制符(private / public / protected),所以Python的访问控制也是容易被应聘者忽视和搞错的。
公有(Public)
在Python的类中,默认情况下定义的属性都是公有的。
class Foo(object): bar = 123 def __init__(self, bob): self.bob = bob print(Foo.bar) # 123 foo = Foo(456) print(foo.bob) # 456
上面类Foo
中的bar
属性就是类属性,__init__
方法中定义的bob是实例属性,bar
和bob
都是公有的属性,外部可以访问,分别print类中的bar
和实例中的bob
,输出了对应的值。
受保护(Protected)
在Python中定义一个受保护的属性,只需要在其名字前加一个下划线_
,我们将Foo方法中的bob
和bar
改为_bob
和_bar
,他们就变成了受保护的属性了,代码如下:
class Foo(object): _bar = 123 def __init__(self, bob): self._bob = bob class Son(Foo): def print_bob(self): print(self._bob) @classmethod def print_bar(cls): print(cls._bar) Son.print_bar() # 123 son = Son(456) son.print_bob() # 456
定义一个类Son
继承自Foo
,由于受保护的对象只能在类的内部和子类中被访问,不能直接调用print(Son._bar)
或print(son._bob)
来输出这两个属性的值,所以定义了print_bar
和print_bob
方法,实现在子类中输出,这段代码也正常的输出了_bar
和_bob
的值。
接下来,试着反向验证一下,在类的外部,能不能访问其属性,将上面代码的输出部分修改如下:
print(Son._bar) # 123 son = Son(456) print(son._bob) # 456
(假装)惊讶的发现,竟然没有报错,也输出了正确的值。
Python中用加下划线来定义受保护变量,是一种约定的规范,而不是语言层面真的实现了访问控制,所以,我们定义的保护变量,依然可以在外部被访问到(这是个feature,不是bug)。
私有(private)
Python定义私有属性,需要在属性名前加两个下划线__
,把上面的代码修改一下,运行一下会发现下面的代码中的任何一个print都会报错的。
class Foo(object): __bar = 123 def __init__(self, bob): self.__bob = bob class Son(Foo): def print_bob(self): print(self.__bob) # Error @classmethod def print_bar(cls): print(cls.__bar) # Error print(Son.__bar) # Error son = Son(456) print(son._bob) # Error
深入一下——私有属性真的就访问不到了吗?
要了解私有属性是否真的访问不到,需要从Python是如何实现私有属性入手。CPython中,会把双下划线的属性变为_ClassName__PropertyName
的形式,用代码演示一下:
class Foo(object): __bar = 123 print(Foo._Foo__bar) # 123
运行一下可以知道,正常输出了__bar
的值,但是不推荐这样去访问私有属性,因为不同的Python解释器对于私有属性的处理不一样。
特例
使用双下划线定义私有属性,有一种特殊情况,当属性后也有两个下划线的时候,这个属性会被Python解释器当做魔术方法,从而不做私有处理。
class Foo(object): __bar__ = 123 print(Foo.__bar__) # 123
上面代码输出了123,证明Python解释器并没有把__bar__
当做私有属性。当定义私有属性时,需要注意名字最后最多只能有一个下划线。
另一个特例
假如定义的属性名就叫__
呢?不妨直接试一下:
class Foo(object): __ = 123 print(Foo.__) # 123
可以发现名字叫__
的属性也不会被认为是私有属性,名字是多个下划线的属性也不是私有属性(比如_______
)。
函数的访问控制
前面主要介绍了属性的访问控制,在Python中函数是一等公民,所谓一等公民,就是函数可以像变量一样使用,所以函数的访问控制和属性一样,一样应用上面的规则。叉车配件
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