Python 中的单下划线和双下划线

哈喽大家好，我是咸鱼

当我们在学习 Python 的时候，可能会经常遇到单下划线 _ 和双下划线 __ 这两种命名方式

单下划线 _ 和双下划线 __ 不仅仅是只是一种简单的命名习惯，它们在 Python 中有着特殊的含义，对于代码的可读性和功能实现有着关键的作用。

那么今天我们来看一看在 Python 中单下划线和双下划线的用法和意义

前导单下划线

前导单下划线（Leading Single Underscore）通常用于命名变量、方法和属性，表示这些命名的元素是【私有】的或者说是【内部使用】的。

这种命名约定并不是严格的语言规则（即非强制性），而是一种约定，告诉开发人员该对象不应该被外部直接访问或修改

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_internal_variable = 10

比如说下面的例子中，_internal_var和_internal_method都以前导单下划线开头，表示它们是类的内部使用。

而public_method是公共方法，可以在类外部访问。

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class MyClass:
    def __init__(self):
        self._internal_var = 42  # 前导单下划线表示该变量是内部使用的

    def _internal_method(self):
        return 'This is an internal method'

    def public_method(self):
        # 在公共方法中调用内部方法和变量
        print(self._internal_method())
        print(f'The internal variable is: {self._internal_var}')

虽然可以在类外部访问前导单下划线命名的变量和方法，但是按照约定，建议只在类内部使用，而避免在类外部直接访问它们。

单下划线

单下划线通常用作一个占位符，用于表示一个不重要的变量名或迭代中的临时变量，即在解构赋值或循环迭代中不需要使用的变量

例子一中，_ 用作一个占位符变量，表示在tuple_returning_function()返回的元组中的某个值，但是在解构赋值中没有被使用。

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def tuple_returning_function():
    return (1,1), (2,2), (3,3)

_ , tuple_I_need, _ = tuple_returning_function()

例子二中，_ 用作循环迭代中的占位符，因为循环体中不需要使用循环变量的值，只是执行了三次打印操作

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for _ in range(0,3):
  print("打印三次")

单尾随下划线

单个后缀下划线（Single trailing underscores）通常用于避免与 Python 关键字产生命名冲突。它被用作标识符的后缀，以示与Python关键字有所区别。

比如说我想使用一个在 Python 中已经是保留关键字的变量名时，比如class、def、type等。为了避免冲突，可以添加后缀下划线

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class_ = "Computer Science"
type_ = "字符串"

Dunder 方法

Dunder 方法指的是以双下划线（__）开头和结尾的特殊方法（也称为魔术方法或特殊方法）。

这些方法具有特殊的行为，可以在自定义类中重写以改变类的行为。Dunder方法的名称是Python中预定义的，例如__init__、__str__、__repr__等。

下面是一些常见的 Dunder 方法：

__init__(self, ...): 初始化方法，在对象实例化时调用，用于初始化对象的属性。
__str__(self): 将对象转换为字符串表示形式，当使用print()函数或str()函数时调用。
__repr__(self): 返回一个包含对象信息的字符串，通常用于开发和调试，可通过repr()函数调用。
__len__(self): 返回对象的长度，通过len()函数调用。
__getitem__(self, key): 获取对象的元素，用于索引操作，例如obj[key]。
__setitem__(self, key, value): 设置对象的元素，用于索引赋值操作，例如obj[key] = value。
__delitem__(self, key): 删除对象的元素，用于索引删除操作，例如del obj[key]。
__call__(self, ...): 将对象作为函数调用，使得对象实例可调用。

我们在下面的例子中定义了 __add__ dunder 方法，并创建了两个实例

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class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __add__(self, other):
        return Point(self.x + other.x, self.y + other.y)

    def __str__(self):
        return f"({self.x}, {self.y})"
p1 = Point(1, 2)
p2 = Point(3, 4)
p3 = p1 + p2
print(p3)  # Output: (4, 6)

我们定义了一个 Point 类，它有 x、y 两个实例变量以及__add__ 方法和__str__ 方法

当我们使用 + 运算符对 Point 的两个实例（p1、p2）求和时，__add__ 会自动调用。它返回一个新的 Point 对象（p3），其 x 和 y 值是两个原始 Point对象的 x和 y 值的和

当使用print()函数时调用自定义的__str__ 方法

前导双下划线

前导双下划线作为前缀在对象名前使用时，表示这是一个特殊的命名约定，它在类定义中用于创建私有属性或方法。

当在类中使用双下划线作为前缀时，Python 解释器会自动修改属性名，以避免在子类中发生命名冲突。这个过程被称为名称修饰（name mangling）

比如下面这个例子：

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class MyClass:
    def __init__(self):
        self.__private_var = 10

    def get_private_var(self):
        return self.__private_var

# 创建类的实例
obj = MyClass()

# 尝试访问私有属性
print(obj.__private_var)  # 会抛出 AttributeError 错误，因为这个属性名称已被修改

# 通过调用访问私有属性的方法来获取
print(obj.get_private_var())  # 输出: 10

__private_var属性在类内部被访问，但是在类外部直接访问会导致 AttributeError 错误。

这是因为 Python 对 __private_var 进行了名称修饰，实际名称变成了 obj._MyClass__private_var，这样避免了外部直接访问

但是我们可以通过调用类内部方法 get_private_var() 在类外部访问私有属性。

通过使用前导双下划线，以确保类的某些属性或方法只能从类本身内部访问。这有助于防止意外修改重要的内部数据，并使代码更加可靠和可维护

但如果你知道修饰后的名称，你仍可以在类外部去访问