面试题：Python类的属性访问控制

Question

在Python中，如何定义一个类，使其部分属性只能在类内部访问，部分属性可在类外部访问？请举例说明，并解释这种访问控制机制的原理。

Answer 1

在Python中，通过在属性名前添加单下划线 _ 表示该属性为“受保护的”，理论上只应该在类内部或子类中访问；添加双下划线 __ 表示该属性为“私有”，会进行名称改写，使得在类外部无法直接访问。

示例代码如下：

class MyClass:
    def __init__(self):
        self.public_attr = "这是一个公共属性，可以在类外部访问"
        self._protected_attr = "这是一个受保护属性，理论上应在类内部或子类中访问"
        self.__private_attr = "这是一个私有属性，在类外部无法直接访问"

    def get_private_attr(self):
        return self.__private_attr

obj = MyClass()
print(obj.public_attr)
# 虽然理论上不应该在类外部访问受保护属性，但实际上还是可以访问的
print(obj._protected_attr)
# 下面这行代码会报错，无法直接访问私有属性
# print(obj.__private_attr)
# 可以通过类内部的方法来获取私有属性的值
print(obj.get_private_attr())

这种访问控制机制的原理：

• 公共属性：没有任何特殊前缀，在类内部和外部都能自由访问。
• 受保护属性：添加单下划线 _，这只是一种约定俗成的规范，提醒开发者此属性最好在类内部或子类中使用，但实际上在类外部仍可访问。
• 私有属性：添加双下划线 __，Python会对其进行名称改写，将属性名变为 _类名__属性名 的形式，这样在类外部就无法通过原来的属性名直接访问，从而实现一定程度的“私有”效果。