Python面向对象编程：私有属性、类方法与单例模式详解
本文深入解析Python面向对象编程核心概念，详细讲解私有属性与方法的封装机制，包括双下划线命名规则及访问限制。同时对比类方法、实例方法与静态方法的定义与调用差异，并通过__new__与__init__源码解析对象创建流程，最后提供单例模式的完整实现方案。
1.私有属性和私有方法
封装的核心意义在于：将属性与方法整合为统一的整体，并通过实例化对象进行交互；隐藏内部实现细节，仅暴露必要的接口供外部调用；以及对类的属性和方法实施访问权限控制，增强安全性。
私有权限的设定方式是在属性名或方法名前添加两个下划线（__）。类的私有属性和私有方法无法通过对象直接访问，但可在类内部使用；它们不会被子类继承，子类也无法直接访问。私有成员通常用于处理类的内部逻辑，不通过对象直接操作，从而起到安全隔离的作用。
私有属性：
class Person(object):
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.__age=age
p=Person('fei',22)
print(p.name)
print(p.__age)
私有方法：
class Person(object):
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.__age=age
def __pmethod(self):
print('私有方法')
p=Person('fei',22)
print(p.name)
p.__pmethod() # 调用私有方法
类内部调用私有属性和私有方法
class Person(object):
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.__age=age
def __pmethod(self):
print('私有方法')
def shuxing(self):
return self.__age
def method(self):
return self.__pmethod()
p=Person('fei',22)
print(p.shuxing())
p.method()
子类不能继承父类私有属性和方法
class Person(object):
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.__age=age
def __pmethod(self):
print('私有方法')
def pme(self):
print('66666')
class Animal(Person):
pass
a=Animal('fei',22)
print(a.name)
print(a.__age)
class Person(object):
def __init__(self,name,age):
self.name=name
self.__age=age
def __pmethod(self):
print('私有方法')
def pme(self):
print('66666')
class Animal(Person):
pass
a=Animal('fei',22)
a.pme()
a.__pmethod()
1). 私有属性可在类内部通过self调用，但无法通过对象直接访问。 2). 私有方法可在类内部通过self调用，但无法通过对象直接访问。 3). 外部对象无法访问私有权限的属性和方法。 4). 子类无法继承父类的私有权限属性和方法。 5). Python语言中不存在C++风格的public、private或protected关键字来显式区分访问权限。 6). Python通过命名约定区分权限：若在属性和方法名前添加两个下划线'__'，则视为私有权限，否则默认为公有权限。
2.修改私有属性的值
class Person(object):
def __init__(self):
self.__age=24
def set_age(self,age):
self.__age=age
def get_age(self):
return self.__age
p=Person()
p.set_age(28)
print(p.get_age())
在现代软件开发中，通常定义get_xxx()和set_xxx()方法来获取和修改私有属性值。get_xxx()方法用于返回私有属性的值；set_xxx()方法接收参数以修改私有属性的值。由于对象不能直接访问私有权限的属性和方法，可以通过访问公有的set_money()方法来修改私有属性的值，或通过访问公有的get_money()方法来获取私有属性的值。
3.类属性和实例属性
类属性是类对象所拥有的属性，被所有该类对象的实例对象所共有，在内存中仅存在一个副本，这与C++中类的静态成员变量类似。对于公有的类属性，既可以通过类对象访问，也可以通过实例对象访问。
实例属性只能通过对象来调用，类对象无法直接调用。
类属性：
class People(object):
name = 'Tom' # 公有的类属性
__age = 12 # 私有的类属性
p = People()
print(p.name) # 正确
print(People.name) # 正确
print(p.__age) # 错误，不能在类外通过实例对象访问私有的类属性
print(People.__age) # 错误，不能在类外通过类对象访问私有的类属性
可以通过类或者实例对象调用
实例属性(对象属性)
class People(object):
address = '山东' # 类属性
def __init__(self):
self.name = 'xiaowang' # 实例属性
self.age = 20 # 实例属性
p = People()
p.age = 12 # 实例属性
print(p.address) # 正确
print(p.name) # 正确
print(p.age) # 正确
print(People.address) # 正确
print(People.name) # 错误
print(People.age) # 错误
可以通过实例化对象调用，类不能调用
通过实例(对象)去修改类属性
class People(object):
country = 'china' #类属性
print(People.country)
p = People()
print(p.country)
p.country = 'japan'
print(p.country) # 实例属性会屏蔽掉同名的类属性
print(People.country)
del p.country # 删除实例属性
print(p.country)
对象修改类属性，只对本对象有效果，对别的对象没有影响。
4.类方法和静态方法
类方法：
类方法是类对象所拥有的方法，需要使用修饰器@classmethod来标识其为类方法。对于类方法，第一个参数必须是类对象，通常以cls作为第一个参数（当然可以使用其他名称的变量作为其第一个参数，但大部分人都习惯以'cls'作为第一个参数的名字，就最好用'cls'了），能够通过实例对象和类对象去访问。
class People(object):
# 类属性
age =18
#类方法，用classmethod来进行修饰
@classmethod
def get_country(cls):
return cls.age
p = People()
print(p.get_country()) #可以用过实例对象引用
print(People.get_country()) #可以通过类对象引用
class People(object):
# 类属性
age= 18
#类方法，用classmethod来进行修饰
@classmethod
def get_country(cls):
return cls.age
@classmethod
def set_country(cls,age):
cls.age = age
p = People()
print(p.get_country()) #可以用过实例对象访问
print(People.get_country()) #可以通过类访问
p.set_country(23)
print(p.get_country())
print(People.get_country())
p1 = People()
print(p1.get_country())
结果显示在用类方法对类属性修改之后，通过类对象和实例对象访问都发生了改变（全部改变）
静态方法：
需要通过修饰器@staticmethod来进行修饰，静态方法不需要多定义参数，可以通过对象和类来访问。
class People(object):
country = 'china'
@staticmethod
#静态方法
def get_country():
return People.country
p = People()
# 通过对象访问静态方法
print(p.get_country())
# 通过类访问静态方法
print(People.get_country())
静态方法中不需要额外定义参数，因此在静态方法中引用类属性的话，必须通过类实例对象来引用，调用静态方法可以通过对象或者类调用
实例方法
实例方法中的第一个参数是self,只能通过对象来访问。
class People(object):
def selfmethod(self):
print("我是实例方法")
p = People()
p.selfmethod()
#People.selfmethod() #报错
实例方法中需要self参数，因此调用实例方法只能通过实例对象调用 也可以通过类调用但是一般不这样用
总结： 类方法使用@classmethod装饰，第一个参数为类（cls），调用时可以通过类的实例或者类本身来调用。 实例方法定义时第一个参数为类的一个实例（self），调用时必须通过实例调用。 静态方法使用@staticmethod装饰，调用时可以使用类的实例或者类本身来调用。
5.__new__方法
__new__和__init__的作用
class A(object):
def __init__(self):
print('init方法')
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('new方法')
return object.__new__(cls)
a=A()
总结： 1). __new__至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由Python解释器自动提供
2). __new__必须要有返回值，返回实例化出来的实例，这点在自己实现__new__时要特别注意，可以return父类__new__出来的实例，或者直接是object的__new__出来的实例
3). __init__有一个参数self，就是这个__new__返回的实例，__init__在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作，__init__不需要返回值
4). 我们可以将类比作制造商，__new__方法就是前期的原材料购买环节，__init__方法就是在有原材料的基础上，加工，初始化商品环节
6.单例模式
单例模式：永远用一个对象得实例，避免新建太多实例浪费资源
实质：使用__new__方法新建类对象时先判断是否已经建立过，如果建过就使用已有的对象
class Foo(object):
instance = None
def __init__(self):
self.name = 'alex'
def __new__(cls):
if Foo.instance:
return Foo.instance
else:
Foo.instance = object.__new__(cls)
return Foo.instance
obj1 = Foo()
obj2 = Foo()
print(obj1,obj2)
福利
class Teacher(object):
__money=100000
age=45
def xuexi(self):
print('只要学不死就往死里学')
def __zhengqian(self):
print('挣钱挣到吐')
# 调用学生类中的挣钱方法
def zhengqian(self):
return self.__zhengqian()
def money(self):
return self.__money
# 修改老师类中的私有属性为200000
def set_xiugai(self,money):
self.__money=money
def get_xiugai(self):
return self.__money
class Student(Teacher):
def xuexi(self):
print('死活都不去学习')
s=Student()
s.xuexi()
# 调用学生类中挣钱的方法
s.zhengqian()
# 调用老师类中的私有属性
print(s.money())
# 修改老师类中的私有属性为200000
s.set_xiugai(200000)
print(s.get_xiugai())
# 调用老师类中的私有方法
s.zhengqian()
# 修改类属性
s.age=55
print(s.age)
到此这篇关于Python中关于面向对象私有属性方法的详细讲解的文章就介绍到这了,更多相关Python 面向对象 私有属性方法内容请搜索本站以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持本站！
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