为什么Python对某些内容使用双下划线？

Question

我刚开始接触编程语言，Python是我学的第一门。我对Linux有一点了解，足够让我在暑假找到一份工作（我还在上高中），在工作中我有很多空闲时间，所以我在学习Python。

不过，有一件事让我困惑。像下面这样的表达式在Python中到底有什么不同呢？

x.__add__(y) <==> x+y
x.__getattribute__('foo') <==> x.foo

我知道方法是干什么的，也明白它们的作用，但我想问的是：上面那些双下划线的方法和看起来简单的那些有什么区别呢？

另外，我不介意听一些编程历史方面的讲解，实际上，我觉得了解这些很有用 :) 如果这些主要是Python的历史方面的内容，随便聊聊也可以。

Answer 1

当你在方法名前加上两个下划线（后面没有下划线）时，Python会应用一种叫做名称改编的规则。这是一种模仿其他面向对象语言（比如C++和Java）中private关键字的方式。虽然这样的方法在技术上并不是完全私有的，但从外部访问起来会“难一些”。

如果一个方法前后都有两个下划线，那它就被认为是“内置”方法，也就是说，这些方法是由解释器使用的，通常是重载操作符或其他内置功能的具体实现。

Answer 2

这是Python的创造者在解释这件事：

... 我没有想出一种新的语法来处理特殊类型的类方法（比如初始化方法和析构方法），而是决定让用户通过实现一些特殊名称的方法来处理这些功能，比如 __init__、__del__ 等等。这种命名规则是从C语言中借来的，在C语言中，以下划线开头的标识符是由编译器保留的，通常有特殊的含义（例如，C预处理器中的宏 __FILE__）。

...

我还使用这种技术来允许用户自定义的类重新定义Python运算符的行为。正如之前提到的，Python是用C语言实现的，它使用函数指针表来实现内置对象的各种功能（例如，“获取属性”、“加法”和“调用”）。为了让这些功能能够在用户自定义的类中定义，我将各种函数指针映射到特殊的方法名称，比如 __getattr__、__add__ 和 __call__。这些名称与在C语言中实现新的Python对象时需要定义的函数指针表之间有直接的对应关系。

Answer 3

对于程序员来说，拥有更多的控制权是很重要的，所以应该有方法来定制一些行为。比如说，操作符重载（像 __add__、__div__、__ge__ 等），属性访问（像 __getattribute__、__getattr__（这两个是不同的），__delattr__ 等等）。在很多情况下，像操作符这样的语法和相应的方法是一一对应的。但在其他情况下，有一些特殊的过程，这些过程在某些时候会调用相应的方法。例如，__getattr__ 只有在对象没有请求的属性时才会被调用，而 __getattribute__ 如果没有实现或者抛出 AttributeError 时也会被调用。有些内容其实是比较高级的主题，深入到对象系统的内部，平时用到的机会不多。所以不需要把这些都学会，想了解的时候查查参考资料就可以了。说到参考资料，这里有一个链接。