python：不可变的私有类变量？

Question

有什么办法可以将这段 Java 代码翻译成 Python 吗？

class Foo
{
    final static private List<Thingy> thingies = 
       ImmutableList.of(thing1, thing2, thing3);
}

例如thingies 是 Thingy 对象的不可变私有列表，属于 Foo 类而不是其实例。

我知道如何从这个问题Static class variables in Python 定义静态类变量，但我不知道如何使它们不可变和私有。

Answer 1

您可以使用类型提示*实现final 部分。正如其他人所说，__ 很好地实现了private 方面，所以

from typing import List
from typing_extensions import Final

class Foo:
    __thingies: Final[List[Thingy]] = ImmutableList.of(thing1, thing2, thing3)

我将把ImmutableList 的定义留给你。 tuple 可能会做。

*通常需要注意的是用户可以忽略它们

Answer 2

在 Python 中，约定是在属性名称上使用 _ 前缀表示 protected，使用 __ 前缀表示 private。这不是由语言强制执行的。程序员应该知道不要编写依赖于非公开数据的代码。

如果您真的想强制执行不变性，可以使用元类^[docs]（类的类）。只需修改 __setattr__ 和 __delattr__ 以在有人尝试修改它时引发异常，并将其设为 tuple（不可变列表）^[docs]。

class FooMeta(type):
    """A type whose .thingies attribute can't be modified."""

    def __setattr__(cls, name, value):
        if name == "thingies":
            raise AttributeError("Cannot modify .thingies")
        else:
            return type.__setattr__(cls, name, value)

    def __delattr__(cls, name):
        if name == "thingies":
            raise AttributeError("Cannot delete .thingies")
        else:
            return type.__delattr__(cls, name)

thing1, thing2, thing3 = range(3)

class Foo(object):
    __metaclass__ = FooMeta
    thingies = (thing1, thing2, thing3)
    other = [1, 2, 3]

示例

print Foo.thingies # prints "(0, 1, 2)"
Foo.thingies = (1, 2) # raises an AttributeError
del Foo.thingies # raise an AttributeError

Foo.other = Foo.other + [4] # no exception
print Foo.other # prints "[1, 2, 3, 4]"

在技术上仍然可以通过类的内部.__dict__ 属性来修改这些，但这应该足以阻止大多数用户，完全保护 Python 对象非常困难。

Answer 3

您可以通过使用属性使其不可写（与不可变的略有不同），但无法将其设为私有——这违背了 Python 的理念。

class Foo(object):    # don't need 'object' in Python 3
    @property
    def thingies(self):
        return 'thing1', 'thing2', 'thing3'

f = Foo()
print f.thingies
#('thing1', 'thing2', 'thing3')
f.thingies = 9
#Traceback (most recent call last):
#  File "test.py", line 8, in <module>
#    f.thingies = 9
#AttributeError: can't set attribute

它是否不可变取决于您返回的内容；如果你返回一个可变对象，你也许可以改变它并且让这些变化出现在实例/类中。

class FooMutable(object):
    _thingies = [1, 2, 3]
    @property
    def thingies(self):
        return self._thingies

foo = FooMutable()
foo.thingies.append(4)
print foo.thingies
# [1, 2, 3, 4]

这将让您改变thingies，并且由于返回的对象与保存在实例/类中的对象相同，因此更改将反映在后续访问中。

比较一下：

class FooMutable(object):
    @property
    def thingies(self):
        return [1, 2, 3]

foo = FooMutable()
foo.thingies.append(4)
print foo.thingies
# [1, 2, 3]

因为每次都返回一个全新的列表，所以对它的更改不会反映在后续访问中。

Answer 4

您想查看property() 函数。它允许您为类的成员属性定义自己的自定义 Getter 和 Setter。它可能看起来像这样：

class myClass(object):
  _x = "Hard Coded Value"

  def set_x(self, val): return

  def get_x(self): return self._x

  def del_x(self): return

  x = property(get_x, set_x, del_x, "I'm an immutable property named 'x'")

我没有充分使用它来确定它是否可以用来创建“私人”的东西，所以你必须自己深入研究，但isinstance 可能会有所帮助。

Answer 5

你不能在 Python 中做任何这些事情，在某种意义上你在 Java 中做不到。

按照约定，带有下划线前缀的名称被认为是私有的，不应在实现之外访问，但 Python 中没有强制执行此约定。更多地被认为是一个警告，即您正在搞乱一个实现细节，该实现细节可能会在未来版本的代码中更改而不会发出警告。