Python 变量作用域 LEGB （上）—— Local，Global，Builtin

Python 变量作用域的规则是 LEGB

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LEGB含义解释：
L —— Local(function)；函数内的名字空间
E —— Enclosing function locals；外部嵌套函数的名字空间(例如closure)
G —— Global(module)；函数定义所在模块（文件）的名字空间
B —— Builtin(Python)；Python内置模块的名字空间

一、Builtin

该部分其实主要是 Python 自带的 内置命名空间，主要是 内置函数，异常类 等。可以通过 dir(__builtins__) 来查看：

>>> dir(__builtins__)
 ['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 
'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 
'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 
'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 
'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 
'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'NameError', 'None', 
'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 
'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 
'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 
'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 
'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'WindowsError', 
'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__', '__name__', 
'__package__', '__spec__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 
'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 
'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 
'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 
'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 
'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 
'vars', 'zip']

该部分的部分一般情况不应该修改。

1）真正修改/删除 或 新增时，需要 __builtins__.???  来指定。

2）另外，你可以在本地增加同名的命名，由于 Locals 和 Global 优先于 builtin，该命名的优先级就高于 Builtin 了。

例如，yvivid 在 Global下 str定义为123，调用 str时，就会先调用 Global 下的 str（即 123）

>>> str = 123
>>> print（str）
123
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'str']

二、Global

该部分就是 本 Module层，如果 在 交互界面，就是当前交互界面的场景。

通过 globals() 可以查看 globals 的所有变量。

>>> globals()
{'__doc__': None, '__spec__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__package__': None, '__name__': '__main__'}

调用 模块时，就需要指定路径，如下例的 sys.int_info

>>> import sys
>>> sys.int_info
sys.int_info(bits_per_digit=30, sizeof_digit=4)

三、Local

该部分 一般指 函数内 的变量空间，通过 locals() 可以查看 Local 的所有变量。

1）直接在 module 层，或 交互界面 使用 locals() 其返回结果同 globals完全相同。因为，没有一个独立的local场景，global 和 local 就是同一个命名空间。

>>> globals()
{'__doc__': None, '__spec__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__package__': None, '__name__': '__main__'}
>>> locals()
{'__doc__': None, '__spec__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__package__': None, '__name__': '__main__'}

2）在函数中，查看locals。如下例：

>>> x = 10
>>> def func(y=3):
    temp = 7
    print('Locals =', locals())
    print('Globals =', globals())
    return y+temp
>>> t = func()
Locals = {'temp': 7, 'y': 3}
Globals = {'__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__package__': None, 'x': 10, '__spec__': None, '__name__': '__main__',
'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'func': <function func at 0x0000000003E5B378>, '__doc__': None}

可以看到 locals() 和 globals() 的命名空间 展现出 较大的差异。

其他注意要点：

1）for 循环不是 local 的： 但 列表推导时，作用域 local 的。---- yvivid：重点提醒，这个要关注，后面 Enclose 的部分还会讲到。

>>> for i in range(4):
        print(locals())
....   # 重复了四遍的 同 globals() 相关的命名 空间
>>> print(i)
3      # i 依然比记录下来

>>> i = -1
>>> for i in range(3):
        print(i)
        i = 77  # 循环内，对于上一句print(i) 无法生效，因此，被 for i in range(3)重新覆盖了
0
1
2
>>> print(i)   # 最终值 时 i=77 决定。
77

>>> [ locals() for i in range(4)]
[{'.0': <range_iterator object at 0x00000000036AA7F0>, 'i': 3}, 
 {'.0': <range_iterator object at 0x00000000036AA7F0>, 'i': 3}, 
 {'.0': <range_iterator object at 0x00000000036AA7F0>, 'i': 3}, 
 {'.0': <range_iterator object at 0x00000000036AA7F0>, 'i': 3}]

>>> print(i)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#1>", line 1, in <module>
    print(i)
NameError: name 'i' is not defined

 2）在函数中，使用Global 是个坏习惯。这个不多说了，大家基本能够理解。

下篇 https://www.cnblogs.com/yvivid/p/python_LEGB_2.html

说明 Enclosing function locals；外部嵌套函数的名字空间(例如closure) 的作用域。

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A、代码 都基于 Python 3.4 环境。

B、参考书籍 《Python学习手册（第四版）》

【原创文档，引用请声明出处，yvivid】https://www.cnblogs.com/yvivid/p/python_LEGB_1.html