名字空间
Python 的名字空间是 Python 一个非常核心的内容。
其他语言中如 C 中,变量名是内存地址的别名,而在 Python 中,名字是一个字符串对象,它与他指向的对象构成一个{name:object}关联。
Python 由很多名字空间,而 LEGB 则是名字空间的一种查找规则。
作用域
Python 中name-object的关联存储在不同的作用域中,各个不同的作用域是相互独立的。而我们就在不同的作用域中搜索name-object。
举个栗子,来说明作用域是相互独立的。
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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
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在上面的栗子中,我们定义了两次 i,在 test 函数中是 i-L,在外面是 i-G。为什么在 test 函数中,我们 i 指向的是对象 L,而在外面,i 指向的则是 G?这就是 LEGB 的作用。
简述
简而言之,LEGB 代表名字查找顺序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__
- locals 是函数内的名字空间,包括局部变量和形参
- enclosing 外部嵌套函数的名字空间(闭包中常见)
- globals 全局变量,函数定义所在模块的名字空间
- builtins 内置模块的名字空间
所以,在 Python 中检索一个变量的时候,优先回到 locals 里面来检索,检索不到的情况下会检索 enclosing ,enclosing 没有则到 globals 全局变量里面检索,最后是到 builtins 里面来检索。
当然,因为 builtins 的特殊性,我们可以直接在 builtins 里面添加变量,这样就可以在任意模块中访问变量,不过这种方法太过于变态,不推荐这么做。
locals,globals
函数的形参跟内部变量都存储在 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' }
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不过在函数内部调用global 声明的时候,可以将变量存储在 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
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NameError Traceback (most recent call last)
<ipython - input - 9 - 2d264e11d975 > in <module>()
- - - - > 1 print x
NameError: name 'x' is not defined
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如上面栗子中那样,在函数中声明 a 为全局变量,则函数 f 的 locals只有参数 x,而没有变量,而在外部可以使用变量 a,而使用 x 的时候则是NameError
Enclosed
Enclosing 是外部嵌套函数的名字空间。我们经常在闭包中用到。在 Python3中提供了一个 nonlocal关键字来修改外部嵌套函数的名字空间,但是要使用 Python3才有,我等使用 Python2的只能眼馋一下。
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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
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下面的栗子简单示范一下 nonlocal 的用法,实在 Python3下面才可以正常运行的:
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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
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builtins
builtins 则是内置模块,轻易不要修改
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In [ 19 ]: b
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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'
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上面栗子中在第一次调用b的时候报错NameError,之后我们修改 builtins 的名字空间,将名字b与值"builtins"进行关联,就可以正常调用了。这种非常规用法不建议使用。