Warum sind die "privaten" Methoden von Python nicht wirklich privat?

Question

Python gibt uns die Möglichkeit, "private" Methoden und Variablen innerhalb einer Klasse zu erstellen, indem wir dem Namen einen doppelten Unterstrich voranstellen, wie hier: __myPrivateMethod() . Wie kann man dann dieses Phänomen erklären?

>>>> class MyClass:
...     def myPublicMethod(self):
...             print 'public method'
...     def __myPrivateMethod(self):
...             print 'this is private!!'
...
>>> obj = MyClass()

>>> obj.myPublicMethod()
public method

>>> obj.__myPrivateMethod()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: MyClass instance has no attribute '__myPrivateMethod'

>>> dir(obj)
['_MyClass__myPrivateMethod', '__doc__', '__module__', 'myPublicMethod']

>>> obj._MyClass__myPrivateMethod()
this is private!!

Was ist denn los?!

Für diejenigen, die das nicht ganz verstanden haben, werde ich das ein wenig erklären.

>>> class MyClass:
...     def myPublicMethod(self):
...             print 'public method'
...     def __myPrivateMethod(self):
...             print 'this is private!!'
...
>>> obj = MyClass()

Ich erstelle eine Klasse mit einer öffentlichen Methode und einer privaten Methode und instanziiere sie.

Als nächstes rufe ich die öffentliche Methode auf.

>>> obj.myPublicMethod()
public method

Als nächstes versuche ich, die private Methode aufzurufen.

>>> obj.__myPrivateMethod()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: MyClass instance has no attribute '__myPrivateMethod'

Hier sieht alles gut aus; wir sind nicht in der Lage, es zu nennen. Es ist in der Tat "privat". Nun, eigentlich ist es das nicht. Laufend dir() auf das Objekt zeigt eine neue magische Methode, die Python auf magische Weise für alle Ihre "privaten" Methoden erstellt.

>>> dir(obj)
['_MyClass__myPrivateMethod', '__doc__', '__module__', 'myPublicMethod']

Der Name dieser neuen Methode ist immer ein Unterstrich, gefolgt vom Klassennamen, gefolgt vom Methodennamen.

>>> obj._MyClass__myPrivateMethod()
this is private!!

So viel zur Verkapselung, was?

Auf jeden Fall hatte ich immer gehört, dass Python keine Kapselung unterstützt, also warum es überhaupt versuchen? Was ist der Grund?

Answer 1

Es ist ja nicht so, dass man die Privatheit von Mitgliedern in keiner Sprache umgehen kann (Zeigerarithmetik in C++ und Reflexionen in .NET/Java).

Der Punkt ist, dass Sie einen Fehler erhalten, wenn Sie versuchen, die private Methode versehentlich aufzurufen. Aber wenn Sie sich selbst in den Fuß schießen wollen, dann tun Sie es doch einfach.

Sie versuchen doch auch nicht, Ihr Material durch OO-Kapselung zu sichern, oder?

Answer 2

Wichtiger Hinweis:

Jeder Bezeichner der Form __name (mindestens zwei führende Unterstriche, höchstens ein nachgestellter Unterstrich) wird öffentlich ersetzt durch _classname__name , donde classname ist der aktuelle Klassenname ohne führende(n) Unterstrich(e).

Deshalb, __name ist nicht direkt zugänglich, sondern kann als _classname__name .

Dies bedeutet jedoch nicht, dass Sie Ihre privaten Daten schützen können, da diese leicht zugänglich sind, indem Sie den Namen der Variablen ändern.

Quelle:

Abschnitt "Private Variablen" in der offiziellen Dokumentation: https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html#tut-private

Beispiel

class Cat:
    def __init__(self, name='unnamed'):
        self.name = name
    def __print_my_name(self):
        print(self.name)

tom = Cat()
tom.__print_my_name() #Error
tom._Cat__print_my_name() #Prints name

Answer 3

Ähnlich verhält es sich, wenn Modulattributnamen mit einem einzelnen Unterstrich beginnen (z. B. _foo).

So benannte Modulattribute werden nicht in ein importierendes Modul kopiert, wenn die Funktion from* Methode, z.B.:

from bar import *

Dabei handelt es sich jedoch um eine Konvention und nicht um eine sprachliche Einschränkung. Dies sind keine privaten Attribute; sie können von jedem Importeur referenziert und manipuliert werden. Einige argumentieren, dass Python aus diesem Grund keine echte Kapselung implementieren kann.

Answer 4

Das ist nur eine der Entscheidungen, die das Sprachdesign trifft. In gewisser Hinsicht sind sie gerechtfertigt. Sie sorgen dafür, dass man sich ziemlich weit aus dem Fenster lehnen muss, um die Methode aufzurufen, und wenn man sie wirklich so dringend braucht, muss man einen ziemlich guten Grund haben!

Als mögliche Anwendungen kommen Debugging-Hooks und Tests in Frage, die natürlich verantwortungsvoll eingesetzt werden.

Answer 5

Das wichtigste Anliegen bei privaten Methoden und Attributen ist es, den Entwicklern mitzuteilen, dass sie diese nicht außerhalb der Klasse aufrufen sollen, und das ist die Kapselung. Man kann die Sicherheit von Kapselung missverstehen. Wenn man absichtlich eine Syntax wie die von Ihnen erwähnte (unten) verwendet, will man keine Verkapselung.

obj._MyClass__myPrivateMethod()

Ich habe von C# migriert und zunächst war es auch für mich seltsam, aber nach einer Weile kam ich auf die Idee, dass nur die Art und Weise, dass Python-Code-Designer denken über OOP ist anders.