淺析Python中作用域的應(yīng)用

更新時間：2023年08月30日 08:44:29 作者：python收藏家

這篇文章主要是想和大家一起來討論下去Python中的命名空間、作用域和LEGB規(guī)則等不同概念,文中的示例代碼簡潔易懂,快跟隨小編一起來學(xué)習(xí)一下吧

什么是Python中的命名空間

python命名空間是一個容器，其中名稱映射到對象，它們用于避免在不同命名空間中存在相同名稱的情況下發(fā)生混淆。它們由模塊、函數(shù)、類等創(chuàng)建。

Python中的作用域是什么

作用域定義了必須搜索名稱空間以獲得名稱到對象（變量）的映射的層次順序。它是一個上下文，變量存在于其中，并從其中引用它們。它定義了變量的可訪問性和生存期。讓我們舉一個簡單的例子，如下所示：

pi = 'outer pi variable'
def print_pi():
    pi = 'inner pi variable'
    print(pi)
print_pi()
print(pi)

輸出

inner pi variable
outer pi variable

上面的程序給出了不同的輸出，因為相同的變量名pi駐留在不同的命名空間中，一個在函數(shù)print_pi中，另一個在上層。當(dāng)print_pi()被執(zhí)行時，'inner pi variable’被打印為函數(shù)命名空間內(nèi)的pi值。當(dāng)pi在外部命名空間中被引用時，輸出值“outer pi variable”。從上面的例子中，我們可以猜測，在決定從哪個命名空間中選擇變量時，肯定有一個遵循的規(guī)則。

Python中的作用域LEGB規(guī)則

在Python中，LEGB規(guī)則用于決定搜索命名空間以進(jìn)行作用域解析的順序。以下按層次結(jié)構(gòu)列出了范圍（從最高到最低/從最窄到最寬）：

Local（L）：定義在函數(shù)/類內(nèi)部
Enclosed（E）：定義在封閉函數(shù)內(nèi)（嵌套函數(shù)概念）
Global（G）：定義在全局（最上層）中
Built-in（B）：Python內(nèi)置模塊中的保留名稱

Python中的局部作用域

局部作用域引用當(dāng)前函數(shù)中定義的變量。函數(shù)總是會首先在其局部作用域中查找變量名。只有當(dāng)它在那里沒有找到它時，才檢查外部范圍。

# Local Scope
pi = 'global pi variable'
def inner():
    pi = 'inner pi variable'
    print(pi)
inner()

輸出

inner pi variable

在運(yùn)行上面的程序時，內(nèi)部函數(shù)的執(zhí)行打印其局部（LEGB規(guī)則中的最高優(yōu)先級）變量pi的值，因為它在局部作用域中定義并可用。

局部和全局作用域

如果一個變量沒有在局部范圍中定義，則在更高的范圍中檢查它，在本例中是全局范圍。

# Global Scope
pi = 'global pi variable'
def inner():
    pi = 'inner pi variable'
    print(pi)
inner()
print(pi)

輸出

inner pi variable
global pi variable

因此，正如預(yù)期的那樣，程序在執(zhí)行inner()時打印出局部作用域中的值。這是因為它是在函數(shù)內(nèi)部定義的，這是變量被查找的第一個地方。全局范圍內(nèi)的pi值在第8行執(zhí)行print（pi）時打印。

局部、封閉和全局作用域

對于封閉的作用域，我們需要定義一個包含內(nèi)部函數(shù)的外部函數(shù)，注釋掉內(nèi)部函數(shù)的局部pi變量，并使用nonlocal關(guān)鍵字引用pi。

# Enclosed Scope
pi = 'global pi variable'
def outer():
    pi = 'outer pi variable'
    def inner():
        # pi = 'inner pi variable'
        nonlocal pi
        print(pi)
    inner()
outer()
print(pi)

輸出

outer pi variable
global pi variable

當(dāng)outer()被執(zhí)行時，inner()和相應(yīng)的print函數(shù)被執(zhí)行，它們打印所包含的pi變量的值。第10行的語句在inner的局部作用域中查找變量，但在那里找不到它。由于pi是用nonlocal關(guān)鍵字引用的，這意味著pi需要從外部函數(shù)（即外部作用域）訪問。總而言之，pi變量在局部作用域中找不到，所以要查找更高的作用域。在封閉和全局作用域中都可以找到它。但是根據(jù)LEGB層次結(jié)構(gòu)，即使我們在全局范圍中定義了一個變量，也會考慮封閉的范圍變量。

局部、封閉、全局和內(nèi)置作用域

最后的檢查可以通過從math模塊導(dǎo)入pi并注釋全局、封閉和局部pi變量來完成，如下所示：

# Built-in Scope
from math import pi
# pi = 'global pi variable'
def outer():
    # pi = 'outer pi variable'
    def inner():
        # pi = 'inner pi variable'
        print(pi)
    inner()
outer()

輸出