Python(私有变量)类中的特殊方法

类中的特殊方法

一般说来，特殊的方法都被用来模仿某个行为。例如，如果你想要为你的类使用x[key]这样的索引操作（就像列表和元组一样），那么你只需要实现__getitem__()方法就可以了。想一下，Python就是对list类这样做的！

下面这个表中列出了一些有用的特殊方法。如果你想要知道所有的特殊方法，你可以在《Python参考手册》中找到一个庞大的列表。

    
     
      
      名称                     说明

      ---------------------------------------------------------
      

      __init__
      (self,...)      这个方法在新建对象恰好要被返回使用之前被调用。

      __del__
      (self)           恰好在对象要被删除之前调用。

      __str__
      (self)           在我们对对象使用print语句或是使用str()的时候调用。

      __lt__
      (self,other)      当使用 小于 运算符（
      <
      ）的时候调用。类似地，对于所有的运算符（
      +
      ，
      >
      等等）都有特殊的方法。

      __getitem__
      (self,key)   使用x[key]索引操作符的时候调用。

      __len__
      (self)           对序列对象使用内建的len()函数的时候调用。

      __repr__
      (s)             repr() 
      and
       `...` conversions

      __cmp__
      (s, o)           Compares s to o 
      and
       returns 
      <
      0, 0, 
      or
       
      >
      0. 
                        Implements 
      >
      , 
      <
      , 
      ==
       etc...

      __hash__
      (s)             Compute a 
      32
       bit hash code; hash() 
      and
       dictionary ops

      __nonzero__
      (s)          Returns 0 
      or
       
      1
       
      for
       truth value testing

      __getattr__
      (s, name)    called when attr lookup doesn
      '
      t find 
       
      

      __setattr__
      (s, name, val) called when setting an attr
                        (inside, don
      '
      t use "self.name = value"
      

                              use 
      "
      self.__dict__[name] = val
      "
      )

      __delattr__
      (s, name)    called to delete attr 
      <
      name
      >
      

      __call__
      (self, 
      *
      args)   called when an instance 
      is
       called as function.

exec和eval语句

exec语句用来执行储存在字符串或文件中的Python语句。例如，我们可以在运行时生成一个包含Python代码的字符串，然后使用exec语句执行这些语句。
下面是一个简单的例子。

    
     
      
      >>>
       
      exec
       
      '
      print "Hello World"
      '
      
Hello World

eval语句用来计算存储在字符串中的有效Python表达式。下面是一个简单的例子。

assert语句

assert语句用来声明某个条件是真的。例如，如果你非常确信某个你使用的列表中至少有一个元素，而你想要检验这一点，并且在它非真的时候引发一个错误，那么assert语句是应用在这种情形下的理想语句。当assert语句失败的时候，会引发一个AssertionError。


    
     
      
      >>>
       mylist 
      =
       [
      '
      item
      '
      ]

      >>>
       
      assert
       len(mylist) 
      >=
       
      1
      

      >>>
       mylist.pop()

      '
      item
      '
      

      >>>
       
      assert
       len(mylist) 
      >=
       
      1
      
Traceback (most recent call last):
  File 
      "
      
       
      "
      , line 
      1
      , 
      in
       ?
AssertionError repr函数

     
    
repr函数用来取得对象的规范字符串表示。反引号（也称转换符）可以完成相同的功能。注意，在大多数时候有eval(repr(object)) == object。

    
     
      
      >>>
       i 
      =
       []

      >>>
       i.append(
      '
      item
      '
      )

      >>>
       `i`

      "
      ['item']
      "
      

      >>>
       repr(i)

      "
      ['item']
      "

基本上，repr函数和反引号用来获取对象的可打印的表示形式。你可以通过定义类的__repr__方法来控制你的对象在被repr函数调用的时候返回的内容。

类和实例变量

有两种类型的域 —— 类的变量和对象的变量，它们根据是类还是对象拥有这个变量而区分。

类的变量由一个类的所有对象（实例）共享使用。只有一个类变量的拷贝，所以当某个对象对类的变量做了改动的时候，这个改动会反映到所有其他的实例上。

对象的变量由类的每个对象/实例拥有。因此每个对象有自己对这个域的一份拷贝，即它们不是共享的，在同一个类的不同实例中，虽然对象的变量有相同的名称，但是是互不相关的。通过一个例子会使这个易于理解。

    
     
      
      #
      !/usr/bin/python
      
#
       Filename: objvar.py
      

      

      class
       Person:
    
      '''
      Represents a person.
      '''
      
    population 
      =
       0

    
      def
       
      __init__
      (self, name):
        
      '''
      Initializes the person's data.
      '''
      
        self.name 
      =
       name
        
      print
       
      '
      (Initializing %s)
      '
       
      %
       self.name

        
      #
       When this person is created, he/she
      

              
      #
       adds to the population
      

              Person.population 
      +=
       
      1
      

    
      def
       
      __del__
      (self):
        
      '''
      I am dying.
      '''
      
        
      print
       
      '
      %s says bye.
      '
       
      %
       self.name

        Person.population 
      -=
       
      1
      

        
      if
       Person.population 
      ==
       0:
            
      print
       
      '
      I am the last one.
      '
      
        
      else
      :
            
      print
       
      '
      There are still %d people left.
      '
       
      %
       Person.population

    
      def
       sayHi(self):
        
      '''
      Greeting by the person.

        Really, that's all it does.
      '''
      
        
      print
       
      '
      Hi, my name is %s.
      '
       
      %
       self.name

    
      def
       howMany(self):
        
      '''
      Prints the current population.
      '''
      
        
      if
       Person.population 
      ==
       
      1
      :
            
      print
       
      '
      I am the only person here.
      '
      
        
      else
      :
            
      print
       
      '
      We have %d persons here.
      '
       
      %
       Person.population

swaroop 
      =
       Person(
      '
      Swaroop
      '
      )
swaroop.sayHi()
swaroop.howMany()

kalam 
      =
       Person(
      '
      Abdul Kalam
      '
      )
kalam.sayHi()
kalam.howMany()

swaroop.sayHi()
swaroop.howMany()输出

___FCKpd___5nbsp;python objvar.py
(Initializing Swaroop)
Hi, my name 
      is
       Swaroop.
I am the only person here.
(Initializing Abdul Kalam)
Hi, my name 
      is
       Abdul Kalam.
We have 
      2
       persons here.
Hi, my name 
      is
       Swaroop.
We have 
      2
       persons here.
Abdul Kalam says bye.
There are still 
      1
       people left.
Swaroop says bye.
I am the last one.

这是一个很长的例子，但是它有助于说明类与对象的变量的本质。这里，population属于Person类，因此是一个类的变量。name变量属于对象（它使用self赋值）因此是对象的变量。

观察可以发现__init__方法用一个名字来初始化Person实例。在这个方法中，我们让population增加1，这是因为我们增加了一个人。同样可以发现，self.name的值根据每个对象指定，这表明了它作为对象的变量的本质。

记住，你只能使用self变量来参考同一个对象的变量和方法。这被称为属性参考。

在这个程序中，我们还看到docstring对于类和方法同样有用。我们可以在运行时使用Person.__doc__和Person.sayHi.__doc__来分别访问类与方法的文档字符串。

就如同__init__方法一样，还有一个特殊的方法__del__，它在对象消逝的时候被调用。对象消逝即对象不再被使用，它所占用的内存将返回给系统作它用。在这个方法里面，我们只是简单地把Person.population减1。

当对象不再被使用时，__del__方法运行，但是很难保证这个方法究竟在什么时候运行。如果你想要指明它的运行，你就得使用del语句，就如同我们在以前的例子中使用的那样。

给C++/Java/C#程序员的注释
Python中所有的类成员（包括数据成员）都是公共的，所有的方法都是有效的。
只有一个例外：如果你使用的数据成员名称以双下划线前缀比如__privatevar，Python的名称管理体系会有效地把它作为私有变量。
这样就有一个惯例，如果某个变量只想在类或对象中使用，就应该以单下划线前缀。而其他的名称都将作为公共的，可以被其他类/对象使用。记住这只是一个惯例，并不是Python所要求的（与双下划线前缀不同）。
同样，注意__del__方法与destructor的概念类似。

继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。

假设你想要写一个程序来记录学校之中的教师和学生情况。他们有一些共同属性，比如姓名、年龄和地址。他们也有专有的属性，比如教师的薪水、课程和假期，学生的成绩和学费。

你可以为教师和学生建立两个独立的类来处理它们，但是这样做的话，如果要增加一个新的共有属性，就意味着要在这两个独立的类中都增加这个属性。这很快就会显得不实用。

一个比较好的方法是创建一个共同的类称为SchoolMember然后让教师和学生的类继承这个共同的类。即它们都是这个类型（类）的子类型，然后我们再为这些子类型添加专有的属性。

使用这种方法有很多优点。如果我们增加/改变了SchoolMember中的任何功能，它会自动地反映到子类型之中。例如，你要为教师和学生都增加一个新的身份证域，那么你只需简单地把它加到SchoolMember类中。然而，在一个子类型之中做的改动不会影响到别的子类型。另外一个优点是你可以把教师和学生对象都作为SchoolMember对象来使用，这在某些场合特别有用，比如统计学校成员的人数。一个子类型在任何需要父类型的场合可以被替换成父类型，即对象可以被视作是父类的实例，这种现象被称为多态现象。

另外，我们会发现在重用父类的代码的时候，我们无需在不同的类中重复它。而如果我们使用独立的类的话，我们就不得不这么做了。

在上述的场合中，SchoolMember类被称为基本类或超类。而Teacher和Student类被称为导出类或子类。

现在，我们将学习一个例子程序。
使用继承

# !/usr/bin/python

# Filename: inherit.py

class SchoolMember:

''' Represents any school member. '''

def __init__ (self, name, age):

self.name = name

self.age = age

print ' (Initialized SchoolMember: %s) ' % self.name

def tell(self):

''' Tell my details. '''

print ' Name:"%s" Age:"%s" ' % (self.name, self.age),

class Teacher(SchoolMember):

''' Represents a teacher. '''

def __init__ (self, name, age, salary):

SchoolMember. __init__ (self, name, age)

self.salary = salary

print ' (Initialized Teacher: %s) ' % self.name

def tell(self):

SchoolMember.tell(self)

print ' Salary: "%d" ' % self.salary

class Student(SchoolMember):

''' Represents a student. '''

def __init__ (self, name, age, marks):

SchoolMember. __init__ (self, name, age)

self.marks = marks

print ' (Initialized Student: %s) ' % self.name

def tell(self):

SchoolMember.tell(self)

print ' Marks: "%d" ' % self.marks

t = Teacher( ' Mrs. Shrividya ' , 40 , 30000 )

s = Student( ' Swaroop ' , 22 , 75 )

print # prints a blank line

members = [t, s]

for member in members:

member.tell() # works for both Teachers and Students输出

$ python inherit.py

(Initialized SchoolMember: Mrs. Shrividya)

(Initialized Teacher: Mrs. Shrividya)

(Initialized SchoolMember: Swaroop)

(Initialized Student: Swaroop)

Name: " Mrs. Shrividya " Age: " 40 " Salary: " 30000 "

Name: " Swaroop " Age: " 22 " Marks: " 75 "

为了使用继承，我们把基本类的名称作为一个元组跟在定义类时的类名称之后。然后，我们注意到基本类的__init__方法专门使用self变量调用，这样我们就可以初始化对象的基本类部分。这一点十分重要——Python不会自动调用基本类的constructor，你得亲自专门调用它。

我们还观察到我们在方法调用之前加上类名称前缀，然后把self变量及其他参数传递给它。

注意，在我们使用SchoolMember类的tell方法的时候，我们把Teacher和Student的实例仅仅作为SchoolMember的实例。

另外，在这个例子中，我们调用了子类型的tell方法，而不是SchoolMember类的tell方法。可以这样来理解，Python总是首先查找对应类型的方法，在这个例子中就是如此。如果它不能在导出类中找到对应的方法，它才开始到基本类中逐个查找。基本类是在类定义的时候，在元组之中指明的。

一个术语的注释——如果在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称作多重继承。

字符串

字符串是字符的序列。字符串基本上就是一组单词。

我几乎可以保证你在每个Python程序中都要用到字符串，所以请特别留心下面这部分的内容。下面告诉你如何在Python中使用字符串。

* 使用单引号（'）

你可以用单引号指示字符串，就如同'Quote me on this'这样。所有的空白，即空格和制表符都照原样保留。
* 使用双引号（"）

在双引号中的字符串与单引号中的字符串的使用完全相同，例如"What's your name?"。
* 使用三引号（'''或"""）

利用三引号，你可以指示一个多行的字符串。你可以在三引号中自由的使用单引号和双引号。例如：

''' This is a multi-line string. This is the first line.

This is the second line.

"What's your name?," I asked.

He said "Bond, James Bond."

'''

* 转义符

假设你想要在一个字符串中包含一个单引号（'），那么你该怎么指示这个字符串？例如，这个字符串是What's your name?。你肯定不会用'What's your name?'来指示它，因为Python会弄不明白这个字符串从何处开始，何处结束。所以，你需要指明单引号而不是字符串的结尾。可以通过转义符来完成这个任务。你用/'来指示单引号——注意这个反斜杠。现在你可以把字符串表示为'What/'s your name?'。

另一个表示这个特别的字符串的方法是"What's your name?"，即用双引号。类似地，要在双引号字符串中使用双引号本身的时候，也可以借助于转义符。另外，你可以用转义符//来指示反斜杠本身。

值得注意的一件事是，在一个字符串中，行末的单独一个反斜杠表示字符串在下一行继续，而不是开始一个新的行。例如：

"This is the first sentence./
This is the second sentence."

等价于"This is the first sentence. This is the second sentence."
* 自然字符串

如果你想要指示某些不需要如转义符那样的特别处理的字符串，那么你需要指定一个自然字符串。自然字符串通过给字符串加上前缀r或R来指定。例如r"Newlines are indicated by /n"。
* Unicode字符串

Unicode是书写国际文本的标准方法。如果你想要用你的母语如北印度语或阿拉伯语写文本，那么你需要有一个支持Unicode的编辑器。类似地，Python允许你处理Unicode文本——你只需要在字符串前加上前缀u或U。例如，u"This is a Unicode string."。

记住，在你处理文本文件的时候使用Unicode字符串，特别是当你知道这个文件含有用非英语的语言写的文本。
* 字符串是不可变的

这意味着一旦你创造了一个字符串，你就不能再改变它了。虽然这看起来像是一件坏事，但实际上它不是。我们将会在后面的程序中看到为什么我们说它不是一个缺点。
* 按字面意义级连字符串

如果你把两个字符串按字面意义相邻放着，他们会被Python自动级连。例如，'What/'s' 'your name?'会被自动转为"What's your name?"。

给C/C++程序员的注释
在Python中没有专门的char数据类型。确实没有需要有这个类型，我相信你不会为此而烦恼。

给Perl/PHP程序员的注释
记住，单引号和双引号字符串是完全相同的——它们没有在任何方面有不同。

给正则表达式用户的注释
一定要用自然字符串处理正则表达式。否则会需要使用很多的反斜杠。例如，后向引用符可以写成'//1'或r'/1'。

私有变量

Python对私有类成员有部分支持。任何象__spam这样形式的标识符（至少有两个前导下划线，至多有一个结尾下划线）目前被替换成_classname__spam，其中classname是所属类名去掉前导下划线的结果。这种搅乱不管标识符的语法位置，所以可以用来定义类私有的实例、变量、方法，以及全局变量，甚至于保存对于此类是私有的其它类的实例。如果搅乱的名字超过255个字符可能会发生截断。在类外面或类名只有下划线时不进行搅乱。

名字搅乱的目的是给类一种定义“私有”实例变量和方法的简单方法，不需担心它的其它类会定义同名变量，也不怕类外的代码弄乱实例的变量。注意搅乱规则主要是为了避免偶然的错误，如果你一定想做的话仍然可以访问或修改私有变量。这甚至是有用的，比如调试程序要用到私有变量，这也是为什么这个漏洞没有堵上的一个原因。（小错误：导出类和基类取相同的名字就可以使用基类的私有变量）。

注意传递给exec，eval()或evalfile()的代码不会认为调用它们的类的类名是当前类，这与global语句的情况类似，global的作用局限于一起字节编译的代码。同样的限制也适用于getattr() ，setattr()和delattr()，以及直接访问__dict__的时候。

下面例子中的类实现了自己的__getattr__和__setattr__方法，把所有属性保存在一个私有变量中，这在Python的新旧版本中都是可行的：

    
     
      
      class
       VirtualAttributes:
    
      __vdict
       
      =
       None
    
      __vdict_name
       
      =
       locals().keys()[0]
     
    
      def
       
      __init__
      (self):
        self.
      __dict__
      [self.
      __vdict_name
      ] 
      =
       {}
    
    
      def
       
      __getattr__
      (self, name):
        
      return
       self.
      __vdict
      [name]
    
    
      def
       
      __setattr__
      (self, name, value):
        self.
      __vdict
      [name] 
      =
       value