python中变量的作用域LEGB

最新推荐文章于 2025-12-20 09:26:15 发布

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#python #开发语言

在 Python 中，变量的作用域决定了变量在程序中的可见性和生命周期。Python 使用 LEGB 规则 来解析变量的作用域，按以下顺序查找变量：

Local（局部作用域）
Enclosing（闭包作用域/外层函数作用域）
Global（全局作用域）
Builtins（内置作用域）

以下是对每个作用域的详细说明：

1. Local（局部作用域）

定义：变量定义在函数或方法内部，仅在该函数内可见。
生命周期：仅在函数执行期间存在，函数退出后销毁。

示例：

def my_function():
    x = 10  # 局部变量
    print(x)

my_function()  # 输出: 10
print(x)  # 报错: NameError, x 未定义

注意：
- 局部变量只能在定义它的函数内访问。
- 如果在函数内对变量赋值，Python 默认认为它是局部变量，除非显式声明为 nonlocal 或 global。

2. Enclosing（闭包作用域/外层函数作用域）

定义：在嵌套函数中，内层函数可以访问外层函数的变量（但不能直接修改，除非使用 nonlocal 声明）。
适用场景：主要出现在函数嵌套的情况下，如闭包。

示例：

def outer_function():
    x = 20  # 外层函数变量
    def inner_function():
        print(x)  # 访问外层函数的 x
    inner_function()

outer_function()  # 输出: 20

修改 Enclosing 变量：
使用 nonlocal 关键字可以在内层函数中修改外层函数的变量。

def outer_function():
    x = 20
    def inner_function():
        nonlocal x
        x = 30  # 修改外层 x
    inner_function()
    print(x)

outer_function()  # 输出: 30

注意：
- Enclosing 作用域仅在嵌套函数中存在。
- 如果内层函数没有找到变量，会继续向外查找（Global、Builtins）。

3. Global（全局作用域）

定义：变量定义在模块（文件）级别，对整个模块可见。
生命周期：在模块加载期间存在，直到程序结束。

示例：

x = 100  # 全局变量

def my_function():
    print(x)  # 访问全局变量

my_function()  # 输出: 100
print(x)  # 输出: 100

修改全局变量：
在函数内修改全局变量需要使用 global 关键字。

x = 100
def my_function():
    global x
    x = 200  # 修改全局变量
my_function()
print(x)  # 输出: 200

注意：
- 全局变量可以在模块内的任何函数访问，但直接修改需要 global 声明。
- 过多使用全局变量可能导致代码难以维护。

4. Builtins（内置作用域）

定义：Python 的内置作用域包含内置函数和对象（如 print、len、int 等），在任何地方都可访问。
查找顺序：当变量在 Local、Enclosing 和 Global 作用域中未找到时，Python 会查找 Builtins 作用域。

示例：

def my_function():
    print(len)  # len 是内置作用域中的函数

my_function()  # 输出: <built-in function len>

覆盖 Builtins：
可以定义与内置名称相同的变量，但会遮蔽内置作用域中的名称（不推荐）。
```
len = 42  # 覆盖内置 len
print(len)  # 输出: 42
# print(len("hello"))  # 报错: int 对象不可调用
```
注意：
- 内置作用域是 Python 的最后一道防线，通常不需要显式操作。
- 避免使用内置名称（如 list、str）作为变量名，以免引起混淆。

LEGB 规则总结

Python 解析变量时按照以下顺序查找：

Local：当前函数或块内的变量。
Enclosing：外层函数的变量（如果有嵌套）。
Global：模块级别的变量。
Builtins：Python 内置的函数和对象。

示例（综合展示 LEGB）：

x = "global"

def outer():
    x = "enclosing"
    def inner():
        x = "local"
        print(x)  # 查找 Local: "local"
    inner()
    print(x)  # 查找 Enclosing: "enclosing"

outer()
print(x)  # 查找 Global: "global"
print(len)  # 查找 Builtins: <built-in function len>

输出：

local
enclosing
global
<built-in function len>

注意事项

作用域冲突：

如果在函数内对变量赋值，Python 默认将其视为局部变量，除非使用 global 或 nonlocal 声明。

示例（常见错误）：

x = 10
def my_function():
    x = x + 1  # 报错: 未定义局部变量 x
    print(x)
my_function()

修复：使用 global：

x = 10
def my_function():
    global x
    x = x + 1
    print(x)
my_function()  # 输出: 11

查找性能：
- LEGB 规则的查找顺序意味着局部变量访问最快，内置作用域最慢（但影响微乎其微）。
调试技巧：
- 使用 locals() 查看当前局部作用域的变量。
- 使用 globals() 查看全局作用域的变量。
- 使用 dir(__builtins__) 查看内置作用域的内容。