Python3 命名空间 / 作用域

Python3 学习笔记 · 整理自菜鸟教程

一句话

命名空间是变量名到对象的映射，作用域决定变量在哪些地方可见；Python 用 LEGB 规则查找变量。

要点

  • 命名空间是名字与对象的绑定集合，不同命名空间可以存在同名变量而互不干扰。
  • 三类命名空间：内置（Built-in）、全局（Global）、局部（Local）；函数调用时还会产生闭包/嵌套（Enclosing）。
  • LEGB 查找顺序：Local → Enclosing → Global → Built-in，逐层向外找，找到即停。
  • 函数内部赋值会创建局部变量；想改全局变量必须用 global，想改外层嵌套变量用 nonlocal。
  • 函数内只是读取全局变量，不需要声明；修改（赋值） 才需要 global。
  • 每个模块有自己的全局命名空间；import 进来的名字属于该模块命名空间。
  • dir(obj) 列出对象可见的名字；globals() / locals() 查看当前命名空间字典。
  • 变量在函数内首次赋值的位置决定它是局部还是全局：只要函数内出现赋值，该名字整个函数内都当局部。

语法 / 常用方法

语法/方法 说明 示例
global x 声明函数内使用全局 x global count
nonlocal x 声明使用外层函数变量 嵌套函数里用
locals() 当前局部命名空间字典 print(locals())
globals() 当前全局命名空间字典 print(globals())
dir(obj) 列出可见属性名 dir(__builtins__)
vars(obj) 返回对象 __dict__ vars(obj)
x = 1（函数内） 创建局部变量 不声明 global 时
LEGB 变量查找顺序 Local→Enclosing→Global→Builtin

代码示例

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x = "global"          # 全局变量

def read_only():
    print(x)          # 只读：直接用全局的 x

def write_local():
    x = "local"       # 赋值 → 创建局部变量，不影响全局
    print(x)

def write_global():
    global x          # 声明要改全局的 x
    x = "changed"

read_only()           # global
write_local()         # local
print(x)              # global（未被 write_local 影响）
write_global()
print(x)              # changed


# nonlocal：修改外层（非全局）变量
def outer():
    count = 0
    def inner():
        nonlocal count    # 指向 outer 的 count
        count += 1
        return count
    return inner

counter = outer()
print(counter(), counter())   # 1 2


# 局部变量遮蔽：只要函数内有赋值，该名字全程为局部
y = 10
def shadow():
    # print(y)   # 这里会报 UnboundLocalError
    y = 20       # 因为出现赋值，y 被当成局部变量
    print(y)
shadow()         # 20


# 查看命名空间
print(dir())              # 当前模块可见名字
print(locals() is globals())   # 模块顶层，两者通常是同一个

易错点

  • UnboundLocalError：函数内某处对变量赋值，但又在使用前引用了它，Python 认为它是局部变量导致报错。
  • 忘写 global：以为改了全局，其实只是新建了局部变量，全局值没变。
  • global 用于只读是多余的：只读取全局变量不需要声明。
  • 嵌套函数里改外层变量必须 nonlocal，写 global 会改到全局而非外层。
  • global 不能跨越多个函数，它只指向模块级那个名字。
  • 别滥用全局变量：修改来源分散难追踪，优先用参数和返回值传值。