理解 Python 的 LEGB

理解 Python 的 LEGB

名字空間

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Python 的名字空間是 Python 一個很是核心的內容。
其餘語言中如 C 中，變量名是內存地址的別名，而在 Python 中，名字是一個字符串對象，它與他指向的對象構成一個{name:object}關聯。
Python 由不少名字空間，而 LEGB 則是名字空間的一種查找規則。

做用域

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Python 中name-object的關聯存儲在不一樣的做用域中，各個不一樣的做用域是相互獨立的。而咱們就在不一樣的做用域中搜索name-object。

舉個栗子，來講明做用域是相互獨立的。

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，咱們定義了兩次 i，在 test 函數中是 i-L,在外面是 i-G。爲何在 test 函數中，咱們 i 指向的是對象 L，而在外面，i 指向的則是 G？這就是 LEGB 的做用。

簡述

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簡而言之，LEGB 表明名字查找順序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__

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

因此，在 Python 中檢索一個變量的時候，優先回到 locals 裏面來檢索，檢索不到的狀況下會檢索 enclosing ，enclosing 沒有則到 globals 全局變量裏面檢索，最後是到 builtins 裏面來檢索。

固然，由於 builtins 的特殊性，咱們能夠直接在 builtins 裏面添加變量，這樣就能夠在任意模塊中訪問變量，不過這種方法太過於變態，不推薦這麼作。

locals，globals

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函數的形參跟內部變量都存儲在 locals 中。

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


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

不過在函數內部調用global 聲明的時候，能夠將變量存儲在 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，在函數中聲明 a 爲全局變量，則函數 f 的 locals只有參數 x，而沒有變量，而在外部可使用變量 a，而使用 x 的時候則是NameError

Enclosed

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Enclosing 是外部嵌套函數的名字空間。咱們常常在閉包中用到。在 Python3中提供了一個 nonlocal關鍵字來修改外部嵌套函數的名字空間，可是要使用 Python3纔有，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

下面的栗子簡單示範一下 nonlocal 的用法，實在 Python3下面才能夠正常運行的：

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

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builtins 則是內置模塊，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用b的時候報錯NameError，以後咱們修改 builtins 的名字空間，將名字b與值"builtins"進行關聯，就能夠正常調用了。這種很是規用法不建議使用。