python中 _、__、__xx__()区别及使用场景

理论

Python中不存在真正的私有方法。为了实现类似于c++中私有方法，可以在类的方法或属性前加一个“_”单下划线，意味着该方法或属性不应该去调用，它并不属于API。但是，这只是一个形式上的约定，python并不阻止调用。
__双下划线的作用是避免覆盖其内容，实现的机制是在带有双下划线的方法或属性前加上_类名的标识。由于，python自动对方法和属性进行了改写，所以直接调用带有双下划线的方法是调用不到的。
“xx”经常是操作符或本地函数调用的magic methods。在上面的例子中，提供了一种重写类的操作符的功能。它是用于Python调用的。

1、访问权限（private、public）与继承方式(只有public继承)

在面向对象编程语言中，类的属性与方法都会设置访问控制权限，从而满足我们的设计需求。一般而言，我们通常会将对象的属性设置为私有的（private）或受保护的（protected），简单的说就是不允许外界访问，而对象的方法通常都是公开的（public），因为公开的方法就是对象向外界提供的接口。在Python中，属性和方法的访问权限只有两种，也就是公开的和私有的，如果希望属性是私有的，在给属性命名时可以用两个下划线作为开头，下面的代码可以验证这一点。

class Test:
 def __init__(self, foo):
  self.__foo = foo  # 私有属性

 # 定义私有函数，外界不可以直接访问，但是可以通过【_类名__函数名】去调用私有函数
 def __bar(self):
  print(self.__foo)
  print('__bar')

def main():
 """
 test = Test('hello')
 # AttributeError: 'Test' object has no attribute '__bar'
 test.__bar()
 # AttributeError: 'Test' object has no attribute '__foo'
 print(test.__foo)
 """
 
 # 使用以下这种方式就可以在类的外部调用类的私有属性与方法
 test._Test__bar()
 print(test._Test__foo)

if __name__ == "__main__":
 main()

在实际开发中，我们并不建议将属性设置为私有的，因为这会导致子类无法访问。所以大多数Python程序员会遵循一种命名惯例，就是让属性名以单下划线开头来表示属性是受保护的，本类之外的代码在访问这样的属性时应该要保持慎重。这种做法并不是语法上的规则，单下划线开头的属性和方法外界仍然是可以访问的，所以更多的时候它是一种暗示或隐喻，让调用者知道这是不应该直接访问的属性或方法，而且这样做并不影响子类去继承这些东西。

2、__xx__() 的使用

在python中，方法名如果是__xx__()的话，那么就有特殊的功能，因此叫做“魔法”方法；
当使用print输出对象的时候，只要自己定义了__str__(self)方法，那么就会打印从在这个方法中return的数据；
__str__()方法需要返回一个字符串，当做这个对象的描写。

案例：定义一个类描述数字时钟

import time

class Clock(object):
 """数字时钟"""

 def __init__(self, hour=0, minute=0, second=0):
  """初始化方法

  :param hour: 时
  :param minute: 分
  :param second: 秒
  """
  self._hour = hour
  self._minute = minute
  self._second = second

 def run(self):
  """走字"""
  self._second += 1
  if self._second == 60:
   self._second = 0
   self._minute += 1
   if self._minute == 60:
    self._minute = 0
    self._hour += 1
    if self._hour == 24:
     self._hour = 0

 def __str__(self):
  """显示时间"""
  return '%02d:%02d:%02d' %(self._hour, self._minute, self._second)


def main():
 clock = Clock(23, 59, 58)
 while True:
  print(clock)
  time.sleep(1)
  clock.run()

if __name__ == '__main__':
 main()

注意：Python类中的那些魔法方法，如__str__、__repr__等，这些方法并不是私有成员哦，虽然它们以双下划线开头，但是他们也是以双下划线结尾的，这种命名并不是私有成员的命名，

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