Python 教程

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Python 命名空间与变量作用域（LEGB） ​

本篇说明 命名空间、作用域，以及解释器如何按 LEGB 顺序解析名字。

什么是命名空间？ ​

命名空间是把名字映射到对象的容器。Python 里「一切皆对象」，我们用名字引用对象，本质上就是在某个命名空间里做查找。

可以把它理解成「以名为键」的映射（概念上类似字典，但实现不一定是 dict）：

text
# 示意：同一时刻不同命名空间里可以出现相同的名字，指向不同对象
# 全局:  x -> 10
# 外层函数局部: x -> 20
# 内层函数局部: x -> 30

重要：不同命名空间中可以重复使用同一个名字，它们互不冲突，各自绑定到可能不同的对象。

作用域与命名空间的关系 ​

作用域是源码中的一段文本区域：在该区域内，某个命名空间里的名字可以直接使用（「可见」）。
一个命名空间对应「一块存放名字绑定的地方」；作用域描述的是「在哪儿能用到这些绑定」。

Python 中，类定义、函数定义、模块等会参与作用域的划分；普通的 for / try 语句块本身并不会再单独造一层函数式局部作用域——在函数里的 for 循环变量，通常仍属于该函数的局部作用域（与循环、分支写在同一函数中时共享同一套局部名字）。
（推导式、部分特殊构造有自己单独的名字规则，进阶时再区分即可。）

命名空间的常见分类与生命周期（概念） ​

类型含义（概要）生命周期（概要）
局部（Local）当前函数执行时的局部名字函数调用进入时构建，返回后销毁（实现细节可理解为帧）
闭包 / 外层（Enclosed）嵌套函数中，内层可见的「外层函数」的局部名字随外层函数的局部生命周期
全局（Global）当前模块顶层的名字模块被加载后存在，持续到解释器退出（通常）
内置（Built-in）len、int 等内置名所在的名字空间解释器启动后存在

说明：「局部」一般指函数体内，而不是「每一个 for 或 try 各有一个独立命名空间」。

LEGB 解析规则 ​

在函数体内部引用一个名字时，解释器按下面顺序查找，先找到即用，全部找不到则抛出 NameError：

Local（局部）→ Enclosed（闭包外层）→ Global（全局）→ Built-in（内置）

简称 LEGB。

shell
>>> name = "global"
>>> def outer():
...     name = "enclosed"
...     def inner():
...         name = "local"
...         print(name)
...     inner()
...
>>> outer()
local

若在 inner 里不写 name = ...，则会向外层继续找，此处略；若需写入外层或全局的名字，要用 nonlocal / global（见下节）。

模块与属性的「命名空间」 ​

import 会加载模块，模块有自己的全局命名空间；用 . 访问的是该对象的属性命名空间（例如模块里的函数、常量）。

shell
>>> import math
>>> math.pi
3.141592653589793

实例属性同理：

shell
>>> obj = object()
>>> obj.__doc__
'The most base type'

找不到名字会报错：

shell
>>> not_defined_anywhere
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'not_defined_anywhere' is not defined

综合示例：多个作用域中的同名 x ​

python
x = 10

print(f"x is {x}")  # 全局


def outer():
    x = 20
    print(f"x is {x}")  # outer 的局部

    def inner():
        x = 30
        print(f"x is {x}")  # inner 的局部
        print(len("abc"))  # len 来自 Built-in

    inner()


outer()

输出中三处 x 分别对应全局、outer 局部、inner 局部，互不混淆。

global 与 nonlocal ​

默认情况下，在函数内赋值的名字会被视为局部，除非声明：

  • global x：函数内的 x 指模块全局的 x，赋值会改全局绑定。
  • nonlocal x：用于嵌套函数，x 指最近一层外层函数的局部变量，赋值会改外层函数的绑定。

滥用 global 会降低可读性；能靠参数与返回值传递时，通常更清晰。

小结 ​

  • 命名空间存「名字 → 对象」的映射；作用域决定在代码哪一段能直接访问哪些名字。
  • 函数内找名字用 LEGB；找不到则 NameError。
  • 嵌套函数才有典型的 Enclosed；内置名在最后兜底。
  • 要在内层函数里修改外层或模块顶层的变量，需 nonlocal / global。

参考 ​