本文介绍了Python中单下划线和双下划线("dunder")的各种含义和命名约定,名称修饰(name mangling)的工作原理,以及它如何影响你自己的Python类。
单下划线和双下划线在Python变数和方法名称中都各有其含义。有一些含义仅仅是依照约定,被视作是对程序员的提示 - 而有一些含义是由Python直译器严格执行的。
如果你想知道“Python变数和方法名称中单下划线和双下划线的含义是什么?”,我会尽我所能在这里为你解答。
在本文中,我将讨论以下五种下划线模式和命名约定,以及它们如何影响Python程式的行为:
单前导下划线:_var单末尾下划线:var_双前导下划线:__var双前导和末尾下划线:__var__单下划线:_在文章结尾处,你可以找到一个简短的“速查表”,总结了五种不同的下划线命名约定及其含义,以及一个简短的视讯教程,可让你亲身体验它们的行为。
让我们马上开始!
1. 单前导下划线 _var
当涉及到变数和方法名称时,单个下划线字首有一个约定俗成的含义。 它是对程序员的一个提示 - 意味着Python社群一致认为它应该是什么意思,但程式的行为不受影响。
下划线字首的含义是告知其他程序员:以单个下划线开头的变数或方法仅供内部使用。 该约定在PEP 8中有定义。
这不是Python强制规定的。 Python不像Java那样在“私有”和“公共”变数之间有很强的区别。 这就像有人提出了一个小小的下划线警告标志,说:
“嘿,这不是真的要成为类的公共界面的一部分。不去管它就好。“看看下面的例子:
class Test:
def __init__(self):
self.foo = 11
self._bar = 23
如果你例项化此类,并尝试访问在__init__建构函式中定义的foo和_bar属性,会发生什么情况? 让我们来看看:
>>> t = Test()
>>> t.foo
11
>>> t._bar
23
你会看到_bar中的单个下划线并没有阻止我们“进入”类并访问该变数的值。
这是因为Python中的单个下划线字首仅仅是一个约定 - 至少相对于变数和方法名而言。
但是,前导下划线的确会影响从模组中汇入名称的方式。
假设你在一个名为my_module的模组中有以下程式码:
# This is my_module.py:
def external_func():
return 23
def _internal_func():
return 42
现在,如果使用万用字元从模组中汇入所有名称,则Python不会汇入带有前导下划线的名称(除非模组定义了覆盖此行为的__all__列表):
>>> from my_module import *
>>> external_func()
23
>>> _internal_func()
NameError: "name '_internal_func' is not defined"
顺便说一下,应该避免万用字元汇入,因为它们使名称空间中存在哪些名称不清楚。 为了清楚起见,坚持常规汇入更好。
与万用字元汇入不同,常规汇入不受前导单个下划线命名约定的影响:
>>> import my_module
>>> my_module.external_func()
23
>>> my_module._internal_func()
42
我知道这一点可能有点令人困惑。 如果你遵循PEP 8推荐,避免万用字元汇入,那么你真正需要记住的只有这个:
单个下划线是一个Python命名约定,表示这个名称是供内部使用的。 它通常不由Python直译器强制执行,仅仅作为一种对程序员的提示。2. 单末尾下划线 var_
有时候,一个变数的最合适的名称已经被一个关键字所占用。 因此,像class或def这样的名称不能用作Python中的变数名称。 在这种情况下,你可以附加一个下划线来解决命名冲突:
>>> def make_object(name, class):
SyntaxError: "invalid syntax"
>>> def make_object(name, class_):
... pass
总之,单个末尾下划线(字尾)是一个约定,用来避免与Python关键字产生命名冲突。 PEP 8解释了这个约定。
3. 双前导下划线 __var
到目前为止,我们所涉及的所有命名模式的含义,来自于已达成共识的约定。 而对于以双下划线开头的Python类的属性(包括变数和方法),情况就有点不同了。
双下划线字首会导致Python直译器重写属性名称,以避免子类中的命名冲突。
这也叫做名称修饰(name mangling) - 直译器更改变数的名称,以便在类被扩充套件的时候不容易产生冲突。
我知道这听起来很抽象。 因此,我组合了一个小小的程式码示例来予以说明:
class Test:
def __init__(self):
self.foo = 11
self._bar = 23
self.__baz = 23
让我们用内建的dir()函式来看看这个物件的属性:
>>> t = Test()
>>> dir(t)
['_Test__baz', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__',
'__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__',
'__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__', '__lt__', '__module__',
'__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
'__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__',
'__weakref__', '_bar', 'foo']
以上是这个物件属性的列表。 让我们来看看这个列表,并寻找我们的原始变数名称foo,_bar和__baz - 我保证你会注意到一些有趣的变化。
self.foo变数在属性列表中显示为未修改为foo。self._bar的行为方式相同 - 它以_bar的形式显示在类上。 就像我之前说过的,在这种情况下,前导下划线仅仅是一个约定。 给程序员一个提示而已。然而,对于self.__baz而言,情况看起来有点不同。 当你在该列表中搜索__baz时,你会看不到有这个名字的变数。__baz出什么情况了?
如果你仔细观察,你会看到此物件上有一个名为_Test__baz的属性。 这就是Python直译器所做的名称修饰。 它这样做是为了防止变数在子类中被重写。
让我们建立另一个扩充套件Test类的类,并尝试重写建构函式中新增的现有属性:
class ExtendedTest(Test):
def __init__(self):
super().__init__()
self.foo = 'overridden'
self._bar = 'overridden'
self.__baz = 'overridden'
现在,你认为foo,_bar和__baz的值会出现在这个ExtendedTest类的例项上吗? 我们来看一看:
>>> t2 = ExtendedTest()
>>> t2.foo
'overridden'
>>> t2._bar
'overridden'
>>> t2.__baz
AttributeError: "'ExtendedTest' object has no attribute '__baz'"
等一下,当我们尝试检视t2 .__ baz的值时,为什么我们会得到AttributeError? 名称修饰被再次触发了! 事实证明,这个物件甚至没有__baz属性:
>>> dir(t2)
['_ExtendedTest__baz', '_Test__baz', '__class__', '__delattr__',
'__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__',
'__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__',
'__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__',
'__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__',
'__subclasshook__', '__weakref__', '_bar', 'foo', 'get_vars']
正如你可以看到__baz变成_ExtendedTest__baz以防止意外修改:
>>> t2._ExtendedTest__baz
'overridden'
但原来的_Test__baz还在:
>>> t2._Test__baz
42
双下划线名称修饰对程序员是完全透明的。 下面的例子证实了这一点:
class ManglingTest:
def __init__(self):
self.__mangled = 'hello'
def get_mangled(self):
return self.__mangled
>>> ManglingTest().get_mangled()
'hello'
>>> ManglingTest().__mangled
AttributeError: "'ManglingTest' object has no attribute '__mangled'"
名称修饰是否也适用于方法名称? 是的,也适用。名称修饰会影响在一个类的上下文中,以两个下划线字元("dunders")开头的所有名称:
class MangledMethod:
def __method(self):
return 42
def call_it(self):
return self.__method()
>>> MangledMethod().__method()
AttributeError: "'MangledMethod' object has no attribute '__method'"
>>> MangledMethod().call_it()
42
这是另一个也许令人惊讶的运用名称修饰的例子:
_MangledGlobal__mangled = 23
class MangledGlobal:
def test(self):
return __mangled
>>> MangledGlobal().test()
23
在这个例子中,我声明了一个名为_MangledGlobal__mangled的全域性变数。然后我在名为MangledGlobal的类的上下文中访问变数。由于名称修饰,我能够在类的test()方法内,以__mangled来引用_MangledGlobal__mangled全域性变数。
Python直译器自动将名称__mangled扩充套件为_MangledGlobal__mangled,因为它以两个下划线字元开头。这表明名称修饰不是专门与类属性关联的。它适用于在类上下文中使用的两个下划线字元开头的任何名称。
有很多要吸收的内容吧。
老实说,这些例子和解释不是从我脑子里蹦出来的。我作了一些研究和加工才弄出来。我一直使用Python,有很多年了,但是像这样的规则和特殊情况并不总是浮现在脑海里。
有时候程序员最重要的技能是“模式识别”,而且知道在哪里查阅资讯。如果您在这一点上感到有点不知所措,请不要担心。慢慢来,试试这篇文章中的一些例子。
让这些概念完全沉浸下来,以便你能够理解名称修饰的总体思路,以及我向您展示的一些其他的行为。如果有一天你和它们不期而遇,你会知道在文件中按什么来查。
4. 双前导和双末尾下划线 _var_
也许令人惊讶的是,如果一个名字同时以双下划线开始和结束,则不会应用名称修饰。 由双下划线字首和字尾包围的变数不会被Python直译器修改:
class PrefixPostfixTest:
def __init__(self):
self.__bam__ = 42
>>> PrefixPostfixTest().__bam__
42
但是,Python保留了有双前导和双末尾下划线的名称,用于特殊用途。 这样的例子有,__init__物件建构函式,或__call__ --- 它使得一个物件可以被呼叫。
这些dunder方法通常被称为神奇方法 - 但Python社群中的许多人(包括我自己)都不喜欢这种方法。
最好避免在自己的程式中使用以双下划线(“dunders”)开头和结尾的名称,以避免与将来Python语言的变化产生冲突。
5.单下划线 _
按照习惯,有时候单个独立下划线是用作一个名字,来表示某个变数是临时的或无关紧要的。
例如,在下面的循环中,我们不需要访问正在执行的索引,我们可以使用“_”来表示它只是一个临时值:
>>> for _ in range(32):
... print('Hello, World.')
你也可以在拆分(unpacking)表示式中将单个下划线用作“不关心的”变数,以忽略特定的值。 同样,这个含义只是“依照约定”,并不会在Python直译器中触发特殊的行为。 单个下划线仅仅是一个有效的变数名称,会有这个用途而已。
在下面的程式码示例中,我将汽车元组拆分为单独的变数,但我只对颜色和里程值感兴趣。 但是,为了使拆分表示式成功执行,我需要将包含在元组中的所有值分配给变数。 在这种情况下,“_”作为占位符变数可以派上用场:
>>> car = ('red', 'auto', 12, 3812.4)
>>> color, _, _, mileage = car
>>> color
'red'
>>> mileage
3812.4
>>> _
12
除了用作临时变数之外,“_”是大多数Python REPL中的一个特殊变数,它表示由直译器评估的最近一个表示式的结果。
这样就很方便了,比如你可以在一个直译器会话中访问先前计算的结果,或者,你是在动态构建多个物件并与它们互动,无需事先给这些物件分配名字:
>>> 20 + 3
23
>>> _
23
>>> print(_)
23
>>> list()
[]
>>> _.append(1)
>>> _.append(2)
>>> _.append(3)
>>> _
[1, 2, 3]
Python下划线命名模式 - 小结
以下是一个简短的小结,即“速查表”,罗列了我在本文中谈到的五种Python下划线模式的含义: