理解 Python 的 LEGB

發表於2016-10-27

名字空間


Python 的名字空間是 Python 一個非常核心的內容。
其他語言中如 C 中,變數名是記憶體地址的別名,而在 Python 中,名字是一個字串物件,它與他指向的物件構成一個{name:object}關聯。
Python 由很多名字空間,而 LEGB 則是名字空間的一種查詢規則。

作用域


Python 中name-object的關聯儲存在不同的作用域中,各個不同的作用域是相互獨立的。而我們就在不同的作用域中搜尋name-object

舉個例子,來說明作用域是相互獨立的。

在上面的栗子中,我們定義了兩次 i,在 test 函式中是 i-L,在外面是 i-G。為什麼在 test 函式中,我們 i 指向的是物件 L,而在外面,i 指向的則是 G?這就是 LEGB 的作用。

簡述


簡而言之,LEGB 代表名字查詢順序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__

  • locals 是函式內的名字空間,包括區域性變數和形參
  • enclosing 外部巢狀函式的名字空間(閉包中常見)
  • globals 全域性變數,函式定義所在模組的名字空間
  • builtins 內建模組的名字空間

所以,在 Python 中檢索一個變數的時候,優先回到 locals 裡面來檢索,檢索不到的情況下會檢索 enclosing ,enclosing 沒有則到 globals 全域性變數裡面檢索,最後是到 builtins 裡面來檢索。

當然,因為 builtins 的特殊性,我們可以直接在 builtins 裡面新增變數,這樣就可以在任意模組中訪問變數,不過這種方法太過於變態,不推薦這麼做。

locals,globals


函式的形參跟內部變數都儲存在 locals 中。

不過在函式內部呼叫global 宣告的時候,可以將變數儲存在 globals 中

如上面栗子中那樣,在函式中宣告 a 為全域性變數,則函式 f 的 locals只有引數 x,而沒有變數,而在外部可以使用變數 a,而使用 x 的時候則是NameError

Enclosed


Enclosing 是外部巢狀函式的名字空間。我們經常在閉包中用到。在 Python3中提供了一個 nonlocal關鍵字來修改外部巢狀函式的名字空間,但是要使用 Python3才有,我等使用 Python2的只能眼饞一下。

下面的栗子簡單示範一下 nonlocal 的用法,實在 Python3下面才可以正常執行的:

builtins


builtins 則是內建模組,輕易不要修改

上面栗子中在第一次呼叫b的時候報錯NameError,之後我們修改 builtins 的名字空間,將名字b與值"builtins"進行關聯,就可以正常呼叫了。這種非常規用法不建議使用。

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