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深入理解Python中命名空間的查找規(guī)則LEGB

更新時(shí)間：2015年08月06日 12:19:45 作者：Sunisdown

這篇文章主要介紹了深入理解Python中命名空間的查找規(guī)則LEGB,作者根據(jù)Python3.x版本進(jìn)行講解,需要的朋友可以參考下

名字空間

Python 的名字空間是 Python 一個(gè)非常核心的內(nèi)容。
其他語(yǔ)言中如 C 中，變量名是內(nèi)存地址的別名，而在 Python 中，名字是一個(gè)字符串對(duì)象，它與他指向的對(duì)象構(gòu)成一個(gè){name:object}關(guān)聯(lián)。
Python 由很多名字空間，而 LEGB 則是名字空間的一種查找規(guī)則。
作用域

Python 中name-object的關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)在不同的作用域中，各個(gè)不同的作用域是相互獨(dú)立的。而我們就在不同的作用域中搜索name-object。

舉個(gè)栗子，來(lái)說明作用域是相互獨(dú)立的。

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 函數(shù)中是 i-L,在外面是 i-G。為什么在 test 函數(shù)中，我們 i 指向的是對(duì)象 L，而在外面，i 指向的則是 G？這就是 LEGB 的作用。
簡(jiǎn)述

簡(jiǎn)而言之，LEGB 代表名字查找順序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__

locals 是函數(shù)內(nèi)的名字空間，包括局部變量和形參
enclosing 外部嵌套函數(shù)的名字空間（閉包中常見）
globals 全局變量，函數(shù)定義所在模塊的名字空間
builtins 內(nèi)置模塊的名字空間

所以，在 Python 中檢索一個(gè)變量的時(shí)候，優(yōu)先回到 locals 里面來(lái)檢索，檢索不到的情況下會(huì)檢索 enclosing ，enclosing 沒有則到 globals 全局變量里面檢索，最后是到 builtins 里面來(lái)檢索。

當(dāng)然，因?yàn)?builtins 的特殊性，我們可以直接在 builtins 里面添加變量，這樣就可以在任意模塊中訪問變量，不過這種方法太過于變態(tài)，不推薦這么做。
locals，globals

函數(shù)的形參跟內(nèi)部變量都存儲(chǔ)在 locals 中。

In [1]: def f(x):
  ...:   a = x
  ...:   print a
  ...:   print locals()
  ...:


In [2]: f("hello")
hello
{'a': 'hello', 'x': 'hello'}

不過在函數(shù)內(nèi)部調(diào)用global 聲明的時(shí)候，可以將變量存儲(chǔ)在 globals 中

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，在函數(shù)中聲明 a 為全局變量，則函數(shù) f 的 locals只有參數(shù) x，而沒有變量，而在外部可以使用變量 a，而使用 x 的時(shí)候則是NameError
Enclosed

Enclosing 是外部嵌套函數(shù)的名字空間。我們經(jīng)常在閉包中用到。在 Python3中提供了一個(gè) nonlocal關(guān)鍵字來(lái)修改外部嵌套函數(shù)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。

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(jiǎn)單示范一下 nonlocal 的用法，實(shí)在 Python3下面才可以正常運(yùn)行的：

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(nèi)置模塊，輕易不要修改

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調(diào)用b的時(shí)候報(bào)錯(cuò)NameError，之后我們修改 builtins 的名字空間，將名字b與值"builtins"進(jìn)行關(guān)聯(lián)，就可以正常調(diào)用了。這種非常規(guī)用法不建議使用。

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