面向对象编程——访问限制

Posted 2020-10-15 明王不动心

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。

但是，从前面的Student类的定义来看，外部代码还是可以自由的修改一个实例的name、score属性：

>>>bart = Student(‘Bart Simpson‘,59)
>>>bart.score
59
>>>bart.score = 99
>>>print(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，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)
>>>print(bart.__name)
Traceback (most recent call last):
  File "I:/untitled/cx/11月/类/2.人狗大战交互.py", line 60, in <module>
    print(bart.__name)
AttributeError: ‘Student‘ object has no attribute ‘__name‘#__name被解释器识别成了另外一种形态。

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 __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

 

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 __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):
        self.__score = score

你也许会问，原来那种直接通过bart.score=99也可以修改啊，为什么要定义一个方法大费周章？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 __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):     #这样代码的通用性就会更强
        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，按照约定俗称的规定，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，

 

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

>>> a = Student(‘kebi‘,25)
>>> a.__dict__
{‘_Student__name‘: ‘kebi‘, ‘_Student__age‘: 25}    #可以看到python解释器转换结果

所以，仍然可以通过_Student__name来访问__name变量：

>>>print(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‘
>>>bart.__name   #表面设置成功了
‘New Name‘

表面上外部代码“成功”地设置了__name变量，但实际上这个__name变量和class内部地__name变量不是一个变量！内部地__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。

>>>bart = Student(‘Bart Simpson‘,59)
>>>bart.get_name()
Bart Simpson
>>>bart.__name = ‘New Name‘
>>>bart.__name
New Name              #幻觉
>>>bart.__dict__
{‘_Student__name‘: ‘Bart Simpson‘, ‘_Student__score‘: 59, ‘__name‘: ‘New Name‘}
>>>bart.get_name()
Bart Simpson          #还是原来地它
>>>bart._Student__name = ‘New Name‘
>>>bart.get_name()   #这样可以改，但不要这么做
New Name

 

练习：

请把下面的Student对象的gender字段对外隐藏起来，用get_gender()和set_gender()代替，并检测参数有效性：

class Student(object):
    def __init__(self,name,gender):
        self.__name = name
        self.__gender = gender
    def get_gender(self):
         return self.__gender

    def set_gender(self,gender):
        self.__gender = gender

bart = Student(‘Bart‘,‘male‘)
if bart.get_gender() != ‘male‘:
    print(‘测试失败！‘)
else:
    bart.set_gender(‘female‘)
    if bart.get_gender() != ‘female‘:
        print("测试失败！")
    else:
        print("测试成功！")

测试结果：

测试成功！

如果直接访问就会这样：

>>>bart.__name
Traceback (most recent call last):
  File "I:/untitled/cx/11月/11-17面向对象/3练习.py", line 12, in <module>
    print(bart.__name)
AttributeError: ‘Student‘ object has no attribute ‘__name‘  #大概意思就是找不到__name