深入理解Python中命名空間的尋找規則LEGB

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，變數名是記憶體位址的別名，而在 Python 中，名字是一個字串對象，它與他指向的對象構成一個{name:object}關聯。
Python 由很多名字空間，而 LEGB 則是名字空間的一種尋找規則。
範圍

Python 中name-object的關聯儲存在不同的範圍中，各個不同的範圍是相互獨立的。而我們就在不同的範圍中搜尋name-object。

舉個栗子，來說明範圍是相互獨立的。

In [11]: i = "G"In [12]: def test():      i = "L"      print i, "in locals"  ....:In [13]: test()    L in localsIn [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 函數中是 i-L,在外面是 i-G。為什麼在 test 函數中，我們 i 指向的是對象 L，而在外面，i 指向的則是 G？這就是 LEGB 的作用。
簡述

簡而言之，LEGB 代表名字尋找順序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__

• locals 是函數內的名字空間，包括局部變數和形參
• enclosing 外部嵌套函數的名字空間（閉包中常見）
• globals 全域變數，函數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 裡面添加變數，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

函數的形參跟內部變數都儲存在 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，可以將變數儲存在 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 ahelloIn [9]: print x---------------------------------------------------------------------------NameError                 Traceback (most recent call last) in ()----> 1 print xNameError: name 'x' is not defined

如上面栗子中那樣，在函數中聲明 a 為全域變數，則函數 f 的 locals只有參數 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 是外部嵌套函數的名字空間。我們經常在閉包中用到。在 Python3中提供了一個 nonlocal關鍵字來修改外部嵌套函數的名字空間，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 valuelocal valueenclosed value

下面的栗子簡單示範一下 nonlocal 的用法，實在 Python3下面才可以正常啟動並執行：

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 valuein inner(): inner valueouter inner: inner valueIn [4]: print(a_var)global value

builtins

builtins 則是內建模組，輕易不要修改

In [19]: b---------------------------------------------------------------------------NameError                 Traceback (most recent call last) in ()----> 1 bNameError: name 'b' is not definedIn [20]: __builtins__.b = "builtins"In [21]: bOut[21]: 'builtins'

上面栗子中在第一次調用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，就可以正常調用了。這種非常規用法不建議使用。

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