在Python3中，访问权限修饰符用于控制类成员的访问权。Python语言的核心是“一切皆对象”，它不像其他语言（如Java）有内置的private、protected、public这样的关键字来约束。Python通过名称改编（name mangling）的机制来实现封装的效果，根据命名规则区分：公有成员、私有成员、受保护的成员。公有成员在任何地方都能访问；私有成员只能在其所属的类内部访问，名称以两个下划线开头；而受保护的成员能在类及其子类中使用，名称以一个下划线开头。
私有成员的严格定义是一个详细的话题。私有成员是通过以两个下划线开头命名实现的，但末尾不应再跟有两个下划线。访问时，Python解释器会对这些私有成员名称进行改编，使其难以从类的外部被直接访问。这一机制并非强制性的访问控制，而是一种约定，意味着程序员不应该直接访问以两个下划线开始的变量。
一、定义Python类成员访问权限
层级分类
在Python中定义类成员的访问权限，通常遵循一定的层级分类：
公有成员
公有成员是默认的权限类型，没有特殊的前缀，在任何地方都能访问。例如：
class MyClass:
def __init__(self):
self.public_member = "I am public"
obj = MyClass()
print(obj.public_member) # 正常访问公有成员
私有成员
私有成员的名称以两个下划线开头，例如__private_member。只有类内部可以访问，外部尝试访问将会引发异常。例如：
class MyClass:
def __init__(self):
self.__private_member = "I am private"
def get_private_member(self):
return self.__private_member
obj = MyClass()
print(obj.get_private_member()) # 输出: I am private
print(obj.__private_member) # 引发AttributeError异常
受保护成员
受保护的成员以一个下划线开头，例如_protected_member，在类与子类中能够被访问。这是按照约定来的，并未严格限制外部访问。例如：
class MyBaseClass:
def __init__(self):
self._protected_member = "I am protected"
class MyDerivedClass(MyBaseClass):
def get_protected_member(self):
return self._protected_member
obj_derived = MyDerivedClass()
print(obj_derived.get_protected_member()) # 输出: I am protected
print(obj_derived._protected_member) # 按照约定，不应该这样访问，但技术上是可能的
二、深入理解私有成员改编机制
命名改编（name mangling）是Python中实现私有成员访问控制的一种特殊技巧。
名称改编原理
私有成员命名改编是通过在__私有成员前面加上_类名来实现的。因此，在类内部使用私有成员时不需改编，直接访问即可，但从外部看到的名称则已经改变了。例如：
class MyClass:
def __init__(self):
self.__private_member = "I am private"
obj = MyClass()
内部访问
print(obj._MyClass__private_member) # 输出: I am private
外部访问尝试（失败）
print(obj.__private_member) # 引发AttributeError异常
改编机制限制
名称改编机制并非无懈可击，了解它的工作原理实际上可以从外部访问私有成员，但这违背了设计者的初衷，不被推荐。
三、Python访问控制的实际应用
应用Python访问权限修饰符，可以有效地封装类的实现细节，控制类成员的访问范围，从而编写出更安全、更易维护的代码。
适当使用私有成员
经常听到的原则是，除非有充分的理由使一个成员公有，否则应该尽可能地使其私有。这有助于隐藏实现细节，减小维护难度。
保护成员的合理使用场景
在有继承关系的类设计中使用受保护成员，子类可以方便地访问和修改，但是从外部来看，它们不是公有的，维持了一定程度的封装。
四、总结和最佳实践
在设计类的时候，需要考虑成员变量和方法的暴露程度。不要过度暴露类内部的实现细节，这会增加代码之间的耦合，并且使得未来的修改变得更加困难。
明智使用访问权限修饰符
避免公有化那些应该是私有的成员；即便Python的私有化不是强制性的，也应遵守这个约定，构建出质量更高的代码。
保持接口简洁
对外部提供清晰、易用的公有接口，对内部则根据需要使用私有或受保护的成员来完成复杂的逻辑，这样有助于代码的逻辑清晰和后续的维护。
python的灵活性意味着它对于成员的访问限制更多是基于约定而非强制规则。理解和适当应用访问权限修饰符，并遵守相关的编码约定，有助于创建结构良好、健壮的python程序。
相关问答FAQs：
1. 项目访问权限修饰符是什么？如何在Python3中定义？
项目访问权限修饰符用于限制类、方法或成员变量的访问范围，以确保数据的安全性和合理性。Python3中，可以通过在类或成员前添加下划线来定义访问权限修饰符。一个下划线（_）表示该成员是受保护的，不能被类外访问，而两个下划线（__）表示该成员是私有的，只能在类内部访问。
2. 如何使用Python3的访问权限修饰符保护项目的安全性？
使用Python3的访问权限修饰符可以提高项目的安全性。通过将类的方法或成员变量标记为受保护或私有，可以确保它们只能在类内部或子类中使用，而不能被其他外部对象访问。这样可以有效地防止意外的数据修改，降低错误发生的可能性。
3. 在Python3中，如何在不同访问权限修饰符之间选择？
在Python3中，选择不同的访问权限修饰符要根据项目的具体需求。如果一个成员变量只需要在类内部使用，可以将其定义为私有变量，即使用双下划线（_）进行修饰；如果一个成员变量希望供子类访问，但不希望被类外部访问，可以将其定义为受保护变量，即使用单下划线（）进行修饰。另外，如果一个成员变量需要在类外部直接访问，可以将其定义为公共变量，即不使用任何下划线修饰。通过合理选择访问权限修饰符，可以更好地控制项目的数据访问范围。
