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Python封装底层实现原理详解(通俗易懂)

事实上,Python 封装特性的实现纯属“投机取巧”,之所以类对象无法直接调用以双下划线开头命名的类属性和类方法,是因为其底层实现时,Python 偷偷改变了它们的名称。

前面章节中,我们定义了一个 CLanguage 类,定义如下:
class CLanguage :
    def setname(self, name):
        if len(name) < 3:
            raise ValueError('名称长度必须大于3!')
        self.__name = name

    def getname(self):
        return self.__name
    #为 name 配置 setter 和 getter 方法
    name = property(getname, setname)
    def setadd(self, add):
        if add.startswith("http://"):
            self.__add = add
        else:
            raise ValueError('地址必须以 http:// 开头')

    def getadd(self):
        return self.__add
  
    #为 add 配置 setter 和 getter 方法
    add = property(getadd, setadd)

    #定义个私有方法
    def __display(self):
        print(self.__name,self.__add)
注意,在这个类中,有一个 __display() 方法,由于其是私有方法,且该类没有提供任何调用该方法的“接口”,因此在目前看来,此方法根本无法在类外部调用。也就是说,如下调用 __display() 方法是不可行的:
clang = CLanguage()
#尝试调用私有的 display() 方法
clang.__display()
这会导致如下错误:

Traceback (most recent call last):
  File "D:\python3.6\1.py", line 33, in <module>
    clang.__display()
AttributeError: 'CLanguage' object has no attribute '__display'


那么,是不是类似 display() 这种的私有方法,真的没有方法调用吗?如果你深入了解 Python 封装机制的底层实现原理,就可以调用它。

事实上,对于以双下划线开头命名的类属性或类方法,Python 在底层实现时,将它们的名称都偷偷改成了 "_类名__属性(方法)名" 的格式。

就以 CLanguage 类中的 __display() 为例,Python 在底层将其方法名偷偷改成了“_CLanguage__display()”。例如,在 CLanguage 类的基础上,执行如下代码:
clang = CLanguage()
#调用name的setname()方法
clang.name = "C语言中文网"
#调用add的setadd()方法
clang.add = "http://c.biancheng.net"
#直接调用隐藏的display()方法
clang._CLanguage__display()
输出结果为:

C语言中文网 http://c.biancheng.net


不仅如此,那些原本我们认为是私有的类属性(例如 __name 和 __add),其底层的名称也改成了“_类名__属性名”的这种格式。例如:
clang = CLanguage()
clang.name = "C语言中文网"
clang.add = "http://c.biancheng.net"
#直接调用 name 和 add 私有属性
print(clang._CLanguage__name,clang._CLanguage__add)
运行结果为:

C语言中文网 http://c.biancheng.net

甚至于,我们还可以通过这种方式修改 clang 对象的私有属性,例如:
clang._CLanguage__name = "Python教程"
clang._CLanguage__add = "http://c.biancheng.net/python"
print(clang._CLanguage__name,clang._CLanguage__add)
输出结果为:

Python教程 http://c.biancheng.net/python

总结

Python 类中所有的属性和方法,都是公有(public)属性,如果希望 Python 底层修改类属性或者类方法的名称,以此将它们隐藏起来,只需将它们的名称前添加双下划线(“__”)即可。

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