Question

Python 不能像 Java 那样使用 private 修饰符创建私有属性，但是 Python 有个简单的机制，能避免子类意外覆盖“私有”属性。

举个例子。有人编写了一个名为 Dog 的类，这个类的内部用到了 mood 实例属性，但是没有将其开放。现在，你创建了 Dog 类的子类：Beagle。如果你在毫不知情的情况下又创建了名为 mood 的实例属性，那么在继承的方法中就会把 Dog 类的 mood 属性覆盖掉。这是个难以调试的问题。

为了避免这种情况，如果以 __mood 的形式（两个前导下划线，尾部没有或最多有一个下划线）命名实例属性，Python 会把属性名存入实例的 __dict__ 属性中，而且会在前面加上一个下划线和类名。因此，对 Dog 类来说，__mood 会变成 _Dog__mood；对 Beagle 类来说，会变成 _Beagle__mood。这个语言特性叫名称改写（name mangling）。

示例 9-10 以示例 9-7 中定义的 Vector2d 类为例来说明名称改写。

示例 9-10　私有属性的名称会被“改写”，在前面加上下划线和类名

>>> v1 = Vector2d(3, 4)
>>> v1.__dict__
{'_Vector2d__y': 4.0, '_Vector2d__x': 3.0}
>>> v1._Vector2d__x
3.0

名称改写是一种安全措施，不能保证万无一失：它的目的是避免意外访问，不能防止故意做错事（图 9-1 也是一种保护装置）。

图 9-1：把手上的盖子是种保护装置，而不是安全装置：它能避免意外触动把手，但是不能防止有意转动

如示例 9-10 中的最后一行所示，只要知道改写私有属性名的机制，任何人都能直接读取私有属性——这对调试和序列化倒是有用。此外，只要编写 v1._Vector__x = 7 这样的代码，就能轻松地为 Vector2d 实例的私有分量直接赋值。如果真在生产环境中这么做了，出问题时可别抱怨。

不是所有 Python 程序员都喜欢名称改写功能，也不是所有人都喜欢 self.__x 这种不对称的名称。有些人不喜欢这种句法，他们约定使用一个下划线前缀编写“受保护”的属性（如 self._x）。批评使用两个下划线这种改写机制的人认为，应该使用命名约定来避免意外覆盖属性。本章开头引用了多产的 Ian Bicking 的一句话，那句话的完整表述如下：

绝对不要使用两个前导下划线，这是很烦人的自私行为。如果担心名称冲突，应该明确使用一种名称改写方式（如 _MyThing_blahblah）。这其实与使用双下划线一样，不过自己定的规则比双下划线易于理解。7

7摘自 Paste 的风格指南。

Python 解释器不会对使用单个下划线的属性名做特殊处理，不过这是很多 Python 程序员严格遵守的约定，他们不会在类外部访问这种属性。8 遵守使用一个下划线标记对象的私有属性很容易，就像遵守使用全大写字母编写常量那样容易。

8不过在模块中，顶层名称使用一个前导下划线的话，的确会有影响：对 from mymod import * 来说，mymod 中前缀为下划线的名称不会被导入。然而，依旧可以使用 from mymod import _privatefunc 将其导入。Python 教程的 6.1 节“More on Modules”说明了这一点。

Python 文档的某些角落把使用一个下划线前缀标记的属性称为“受保护的”属性。9 使用 self._x 这种形式保护属性的做法很常见，但是很少有人把这种属性叫作“受保护的”属性。有些人甚至将其称为“私有”属性。

9gettext 模块中就有一个例子。

总之，Vector2d 的分量都是“私有的”，而且 Vector2d 实例都是“不可变的”。我用了两对引号，这是因为并不能真正实现私有和不可变。10

10如果这个说法让你感到沮丧，而且让你觉得在这方面 Python 应该向 Java 看齐的话，那么别去读本章的“杂谈”，我在其中对 Java 的 private 修饰符的相对强度进行了探讨。

下面继续定义 Vector2d 类。在最后一节中，我们将讨论一个特殊的属性（不是方法），它会影响对象的内部存储，对内存用量可能也有重大影响，不过对对象的公开接口没什么影响。这个属性是 __slots__。