Python 类的私有成员

你们都知道，一个类的私有成员只能在其所在的类里可以访问，而在外部是不行的。好比 C++ 或者 Java 的 private 关键字就是用来声明类的私有成员的，若是一个属性或者方法被 private 声明，那么这个成员就只能在类里面才能直接使用，这样作的目的是为了封装。和不少面向对象的语言同样，Python 也支持类的私有成员的使用，不过有些差异。

class T:
    __v = 'I am a private variable'
    v = 'I am a public variable'

    def get_private_v(self):
        return self.__v

    def get_public_v(self):
        return self.v
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而后在终端下测试

>>> T.v
'I am a public variable'
>>> T.__v
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: type object 'T' has no attribute '__v'
>>> T().get_private_v()
'I am a private variable'
>>> T().get_public_v()
'I am a public variable'
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上面的结果与预期相符，可是

>>> T._T__v
'I am a private variable'
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这就有些神奇了。原来 Python 里面并无真正的私有成员，只不过是在编译的时候直接将成员 __variable 替换成了 _classname__variable。解释器在碰到 self.__v 的时候直接将其解释为 self._T__v，这样一来，在类外面就不能经过 T().__v 的方式访问了。这在必定程度上体现的私有成员的意义，不过这就无法阻止外部经过 T()._T__v 访问私有成员了。

不过要注意, exec()、eval()、getattr()、setattr()、delattr() 在类里面没法经过 self.__variable 的方式访问私有变量

class A:
    __a = 1
    a = 2

    def get_private_a(self):
        return eval('self.__a')

    def get_public_a(self):
        return eval('self.a')

    def get_private_a2(self):
        return eval('self._A__a')

# 测试

>>> A().get_private_a()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/Users/kevinbai/Downloads/test/test.py", line 16, in get_private_a
    return eval('self.__a')
  File "<string>", line 1, in <module>
AttributeError: 'A' object has no attribute '__a'
>>> A().get_public_a()
2
>>> A().get_private_a2()
1
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个人理解是，在使用上面的几个方法访问成员变量时，解释器不会执行将 self.__a 解释为 self._A__a 的步骤，因此 A().get_private_a() 方法执行到 eval('self.__a') 时会报对象属性不存在的错误。可是，若是经过替换后的变量来访问，就不会有问题。

简单来讲， Python 中私有成员其实只是在编译时经过名字的替换来实现的。当在类里访问相应的成员时，解释器会作转换，可是使用 eval() 等方法时，解释器不会执行这个步骤。

本文首发于公众号「小小后端」。