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。
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In [11]: i = "G" In [12]: def test(): i = "L" print i, "in locals" ....: In [13]: test() L in locals In [14]: print i, "in globals" G in globals |
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。
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In [1]: def f(x): ...: a = x ...: print a ...: print locals() ...: In [2]: f("hello") hello {'a': 'hello', 'x': 'hello'} |
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
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In [6]: def f(x): ...: global a ...: a = x ...: print a ...: print locals() ...: In [7]: f("hello") hello {'x': 'hello'} In [8]: print a hello In [9]: print x --------------------------------------------------------------------------- NameError Traceback (most recent call last) <ipython-input-9-2d264e11d975> in <module>() ----> 1 print x NameError: name 'x' is not defined |
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。
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In [11]: def outer(): ....: a_var = 'enclosed value' ....: print a_var ....: def inner(): ....: a_var = 'local value' ....: print(a_var) ....: inner() ....: print a_var ....: In [12]: outer() enclosed value local value enclosed value |
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:
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In [1]: a_var = 'global value' In [2]: def outer(): ...: a_var = "local value" ...: print("outer befor", a_var) ...: def inner(): ...: nonlocal a_var ...: a_var = "inner value" ...: print("in inner():", a_var) ...: inner() ...: print("outer inner:", a_var) ...: In [3]: outer() outer befor local value in inner(): inner value outer inner: inner value In [4]: print(a_var) global value |
builtins
builtins 則是內建模組,輕易不要修改
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In [19]: b --------------------------------------------------------------------------- NameError Traceback (most recent call last) <ipython-input-19-3b5d5c371295> in <module>() ----> 1 b NameError: name 'b' is not defined In [20]: __builtins__.b = "builtins" In [21]: b Out[21]: 'builtins' |
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。