Python面向对象-访问限制

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：

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

    def get_name(self):
        return self.name

rob = Student("Rob")
rob.name = 'Rob1'
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：

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

    def get_name(self):
        return self.__name

rob = Student("Rob")
rob.__name = 'Rob1'
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：

class Student(object):
    ...

    def set_name(self, name):
        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：

class Student(object):
    ...

    def get_score(self):
        return self.__score

    def set_score(self, value):
        if 0 <= value <= 100:
            self.__score = value
        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

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：

class Student(object):
    def __init__(self, name):
        self.__name = name
        self.__score = 0

    def get_name(self):
        return self.__name

    def set_name(self, name):
        self.__name = name

    def get_score(self):
        return self.__score

    def set_score(self, value):
        if 0 <= value <= 100:
            self.__score = value
        else:
            raise ValueError("Bad score")


class Freshman(Student):
    def get_score(self):
        return self.__score


mary = Freshman("Mary")
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：

class Student(object):
    __nationality = 'China'

    ...

    @staticmethod # 静态方法
    def get_nationality():
        return Student.__nationality # 通过类访问

    @staticmethod  # 静态方法
    def set_nationality(nation):
        Student.__nationality = nation # 通过类访问

print(Student.get_nationality())
Student.set_nationality('USA')
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