Python从菜鸟到高手（18）：类与方法的私有化

1. 建立本身的类

学习面向对象的第一步，就是建立一个类。由于类是面向对象的基石。Python类和其余编程语言（Java、C#等）的类差很少，也须要使用class关键字。下面经过一个实际的例子来看一下Python类是如何建立的。

本例会建立一个类，以及利用这个类建立两个对象，并调用其中的方法。

 1 # 建立一个Person类
 2 class Person:
 3     # 定义setName方法
 4     def setName(self, name):
 5         self.name = name
 6     # 定义getName方法
 7     def getName(self):
 8         return self.name
 9     # 定义greet方法
10     def greet(self):
11         print("Hello, I'm {name}.".format(name = self.name))
12 
13 # 建立Person对象
14 person1 = Person()
15 # 建立Person对象
16 person2 = Person()
17 # 调用person1对象的setName方法
18 person1.setName("Bill Gates")
19 # 调用person2对象的name属性
20 person2.name = "Bill Clinton"
21 # 调用person1对象的getName方法
22 print(person1.getName())
23 # 调用person1对象的greet方法
24 person1.greet()
25 # 调用person2对象的属性
26 print(person2.name)
27 # 调用person2对象的greet方法，另一种调用方法的方式
28 Person.greet(person2)

 

程序运行结果以下图所示。

从上面的代码咱们能够了解到Python类的以下知识点。

• Python类使用class关键字定义，类名直接跟在class关键字的后面。
• 类也是一个代码块，因此类名后面要跟着一个冒号（:）。
• 类中的方法其实就是函数，定义的方法也彻底同样，只是因为函数定义在类的内部，因此为了区分，将定义在类内部的函数称为方法。
• 咱们能够看到，每个方法的第1个参数都是self，其实这是必须的。这个参数名不必定叫self（能够叫abc或任何其余名字），但任意一个方法必须至少指定一个self参数，若是方法中包含多个参数，第1个参数将做为self参数使用。在调用方法时，这个参数的值不须要本身传递，系统会将方法所属的对象传入这个参数。在方法内部能够利用这个参数调用对象自己的资源，如属性、方法等。
• 经过self参数添加的name变量是Person类的属性，能够在外部访问。本例设置了person2对象的name属性的值，与调用person2.setName方法的效果彻底相同。
• 使用类建立对象的方式与调用函数的方式相同。在Python语言中，不须要像Java同样使用new关键字建立对象，只须要用类名加上构造方法（在后面的章节会详细介绍）参数值便可。
• 调用对象的方法有两种方式，一种是直接经过对象变量调用方法，另外一种是经过类调用方法，而且将相应的对象传入方法的第1个参数。在本例中使用了Person.greet(person2)的方式调用了person2对象中的greet方法。

若是使用集成开发环境，如PyDev、PyCharm，那么代码编辑器也会对面向对象有很好的支持，例如，当在对象变量后输入一个点（.）后，IDE会为咱们列出该对象中全部能够调用的资源，包括方法和属性，以下图所示。

2.方法和私有化

Python类默认状况下，全部的方法均可以被外部访问。不过像不少其余编程语言，如Java、C#等，都提供了private关键字将方法私有化，也就是说只有类的内部方法才能访问私有化的方法，经过正常的方式是没法访问对象的私有化方法的（除非使用反射技术，这就另当别论了）。不过在Python类中并无提供private或相似的关键字将方法私有化，但能够曲线救国。

在Python类的方法名前面加双下划线（__）可让该方法在外部不可访问。

 1 class Person:
 2     # method1方法在类的外部能够访问
 3     def method1(self):
 4         print("method1")
 5     # __method2方法在类的外部不可访问
 6     def __method2(self):
 7         print("method2")
 8 
 9 p = Person()
10 p.method1()
11 p.__method2()       # 抛出异常

 

若是执行上面的代码，会抛出以下图所示的异常信息，缘由是调用了私有化方法method2。

其实“method2”方法也不是绝对不可访问。Python编译器在编译Python源代码时并无将“method2”方法真正私有化，而是一旦遇到方法名以双下划线（__）开头的方法，就会将方法名改为“ClassNamemethodName”的形式。其中ClassName表示该方法所在的类名，“methodName”表示方法名。ClassName前面要加上但单下划线（）前缀。

对于上面的代码，Python编译器会将“method2”方法改名为“_Personmethod2”，因此在类的外部调用“method2”方法会抛出异常。抛出异常的缘由并非“method2”方法被私有化了，而是Python编译器把“method2”的名称改成“_Personmethod2”了。当咱们了解了这些背后的原理，就能够经过调用“_Personmethod2”方法来执行“method2”方法。

1 p = Person()
2 p._Person__method2()        # 正常调用“__method2”方法

 

本例会建立一个MyClass类，并定义两个公共的方法（getName和setName）和一个私有的方法（outName）。而后建立了MyClass类的实例，并调用了这些方法。为了证实Python编译器在编译MyClass类时作了手脚，本例还使用了inspect模块中的getmembers函数获取MyClass类中全部的成员方法，并输出方法名。很显然，“outName”被改为了“_MyClass__outName”。

 1 class MyClass:
 2     # 公共方法
 3     def getName(self):
 4         return self.name
 5     # 公共方法
 6     def setName(self, name):
 7         self.name = name
 8         # 在类的内部能够直接调用私有方法
 9         self.__outName()
10     # 私有方法    
11     def __outName(self):
12         print("Name = {}".format(self.name))        
13 
14 myClass = MyClass()
15 # 导入inspect模块
16 import inspect
17 # 获取MyClass类中全部的方法
18 methods = inspect.getmembers(myClass, predicate=inspect.ismethod)
19 print(methods)
20 # 输出类方法的名称
21 for method in methods:
22     print(method[0])
23 print("------------")
24 # 调用setName方法
25 myClass.setName("Bill")
26 # 调用getName方法
27 print(myClass.getName())
28 # 调用“__outName”方法，这里调用了改完名后的方法，因此能够正常执行
29 myClass._MyClass__outName()
30 # 抛出异常，由于“__outName”方法在MyClass类中并不存在
31 print(myClass.__outName())

 

程序运行结果以下图所示。

从getmembers函数列出的MyClass类方法的名字能够看出，“_MyClassoutName”被绑定到了“outName”方法上，咱们能够将“_MyClassoutName”看作是“outName”的一个别名，一旦为某个方法起了别名，那么原来的名字在类外部就不可用了。MyClass类中的getName方法和setName方法的别名和原始方法名相同，因此在外部能够直接调用getName和setName方法。