名称以两个下划线开头的实例属性被奇怪地重命名

Question

使用 class 的当前实现，当我尝试使用 class 方法获取私有属性的值时，我得到 None 作为输出。关于我哪里出错的任何想法？

代码

from abc import ABC, abstractmethod

class Search(ABC):
    @abstractmethod
    def search_products_by_name(self, name):
        print('found', name)


class Catalog(Search):
    def __init__(self):
        self.__product_names = {}
    
    def search_products_by_name(self, name):
        super().search_products_by_name(name)
        return self.__product_names.get(name)


x = Catalog()
x.__product_names = {'x': 1, 'y':2}
print(x.search_products_by_name('x'))

Answer 1

这段代码发生了什么？

上面的代码看起来不错，但有些行为可能看起来不正常。如果我们在交互式控制台中输入：

c = Catalog()
# vars() returns the instance dict of an object,
# showing us the value of all its attributes at this point in time.
vars(c)

那么结果是这样的：

{'_Catalog__product_names': {}}

这很奇怪！在我们的 class 定义中，我们没有给任何属性命名 _Catalog__product_names。我们将一个属性命名为 __product_names，但该属性似乎已重命名。

怎么回事

此行为不是错误 — 它实际上是 python 的一项功能，称为 private name mangling。对于您在 class 定义中定义的所有属性，如果属性名称以两个前导下划线开头 — 而不是 以两个尾随下划线结尾 — 那么该属性将被重命名像这样。 class Bar 中名为 __foo 的属性将重命名为 _Bar__foo； class Breakfast 中名为 __spam 的属性将重命名为 _Breakfast__spam；等等等等

仅当您尝试从 class 外部访问属性时才会发生名称重整。 class 中的方法仍然可以使用您在 __init__.

中定义的“私有”名称访问该属性

为什么你会想要这个？

我个人从未发现此功能的用例，对此我有些怀疑。它的主要用例适用于您希望在 class 中可以私下访问方法或属性但不能通过相同名称访问 class 之外的函数的情况继承自此 class.

的其他 classes

这里有一些用例： What is the benefit of private name mangling?
这是一个很好的 YouTube talk，其中包括一些用例此功能大约需要 34 分钟。

(N.B。YouTube talk是2013年的，talk里面的例子都是用python2写的，所以例子里的一些语法和现在的python — print 仍然是语句而不是函数等）

下面是使用 class 继承时私有名称修饰如何工作的示例：

>>> class Foo:
...   def __init__(self):
...     self.__private_attribute = 'No one shall ever know'
...   def baz_foo(self):
...     print(self.__private_attribute)
...     
>>> class Bar(Foo):
...   def baz_bar(self):
...     print(self.__private_attribute)
...     
>>> 
>>> b = Bar()
>>> b.baz_foo()
No one shall ever know
>>> 
>>> b.baz_bar()
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 3, in baz_bar
AttributeError: 'Bar' object has no attribute '_Bar__private_attribute'
>>>
>>> vars(b)
{'_Foo__private_attribute': 'No one shall ever know'}
>>>
>>> b._Foo__private_attribute
'No one shall ever know'

基 class Foo 中定义的方法能够使用在 Foo 中定义的私有名称访问私有属性。但是，在 subclass Bar 中定义的方法只能通过使用其损坏的名称来访问私有属性；任何其他都会导致异常。

collections.OrderedDict 是标准库中 class 的 good example，它广泛使用名称修饰来确保 [=30] 的子 class =] 不要意外覆盖 OrderedDict 中对 OrderedDict 工作方式很重要的某些方法。

我该如何解决这个问题？

这里显而易见的解决方案是重命名您的属性，使其只有一个前导下划线，就像这样。这仍然向外部用户发出一个明确的信号，即这是一个私有属性，不应由 class 之外的函数或 classes 直接修改，但不会导致任何奇怪的名称修改行为：

from abc import ABC, abstractmethod

class Search(ABC):
    @abstractmethod
    def search_products_by_name(self, name):
        print('found', name)


class Catalog(Search):
    def __init__(self):
        self._product_names = {}
    
    def search_products_by_name(self, name):
        super().search_products_by_name(name)
        return self._product_names.get(name)


x = Catalog()
x._product_names = {'x': 1, 'y':2}
print(x.search_products_by_name('x'))

另一个解决方案是使用名称 mangling 滚动，或者像这样：

from abc import ABC, abstractmethod

class Search(ABC):
    @abstractmethod
    def search_products_by_name(self, name):
        print('found', name)


class Catalog(Search):
    def __init__(self):
        self.__product_names = {}
    
    def search_products_by_name(self, name):
        super().search_products_by_name(name)
        return self.__product_names.get(name)


x = Catalog()
# we have to use the mangled name when accessing it from outside the class
x._Catalog__product_names = {'x': 1, 'y':2}
print(x.search_products_by_name('x'))

或者 — 这可能更好，因为从 class 外部使用其损坏的名称访问属性有点奇怪 — 像这样：

from abc import ABC, abstractmethod

class Search(ABC):
    @abstractmethod
    def search_products_by_name(self, name):
        print('found', name)


class Catalog(Search):
    def __init__(self):
        self.__product_names = {}
    
    def search_products_by_name(self, name):
        super().search_products_by_name(name)
        return self.__product_names.get(name)

    def set_product_names(self, product_names):
        # we can still use the private name from within the class
        self.__product_names = product_names


x = Catalog()
x.set_product_names({'x': 1, 'y':2})
print(x.search_products_by_name('x'))

Answer 2

双下划线的目的是避免与sub类定义的名称冲突。这不是表示某物是 'private' 的方法，因为 Python 没有阻止访问的概念。

__ 有用的情况是：

class Product:
   discount = 5
   __init__(self, name, price):
      self.name = name
      self.price = price

class Item(Product):
   def discount(self):
      self.price = self.price * 0.9

discount 类加上子类的方法名。如果使用 __discount，则该变量的名称将变为 _Product__discount.

如果没有sub类，那么使用__

就没有意义了

在你的代码中没有理由使用 ABC，并且可以很容易地用更 pythonic 的方式编写：

class Catalog:
    def __init__(self, products=None):
        self.products = products

    def search_products(self, name):
        return [item for item in self.products if name in item]


x = Catalog()
x.products = [{"x": 1}, {"y": 2}, {"x": 5}]
results = x.search_products(name="x")  
# [{'x': 1}, {'x': 5}]

名称以两个下划线开头的实例属性被奇怪地重命名

Instance attribute that has a name starting with two underscores is weirdly renamed

python

private

double-underscore

name-mangling