Python LEGB (Local, Enclosing, Global, Build in) 规则

Posted 2020-10-06

 1 　　　　  
　　　　　　 Local      一个函数定义了一个 local 作用域; PyFrameObject 中的 f_local 属性
 2         Global     一个 module 定义了一个 global 作用域; PyFrameObject 中的 f_global 属性.
 3         BuiltIn    open, dir 的作用域等等, python 最顶层的作用域

 4         Enclosing
 5             例子,
 6                 b = 2
 7                 def funcO():
 8                     b = 3
 9                     def funcI():
10                         print(b)
11                     return funcI
12 
13                 f = funcO()
14                 f()                         #1
15 
16                 Output,
17                         3                   #1
18 
19                 例子的输出结果是 ‘3‘ 而不是代码块儿最外层所定义的 ‘b = 2‘.
20                 f() 实际调用的内嵌在 funcO 中的 funcI 函数. funcI 位于 funcO 之内, 所以函数 funcI 的作用域内嵌于函数 funcO 的作用域内.
21                 即, 函数 funcO 的作用域是内嵌函数 funcI 的‘直接外围作用域‘, 所以例子的结果是 ‘3‘ 而不是 ‘2‘.
22                 单纯按照代码块儿的结构来说, 在 #1 处 ‘b = 3‘ 这个约束已经不再对 ‘f()‘ 这个调用起作用, 但是从打印的结果来看显然不是这样(依然起作用).
23                 Python 虚拟机在执行 ‘f = funcO()‘ 的时候会执行 ‘def funcI():‘ (因为 函数 funcO return 了 funcI 函数对象),
24                 就在这个时候 约束‘b = 3‘ 与函数对象 funcI 捆绑了一起, 并把捆绑后的街哦过返回, 这个捆绑起来的整体被称为 ‘闭包‘(‘捆绑‘ 一词可以理解为 ‘直接外围作用域‘ 的绑定过程).
25                 闭包是 LEGB 规则中的 E -> enclosing 的首字母, 表示的是 ‘直接外围作用域‘ 这个概念.
26 
27         global 关键字,
28             例子,
29                 c = 1
30                 def func1():
31                     print(c)
32 
33                 def func2():
34                     print(c)
35                     c = 3
36                     print(c)
37 
38                 func1()
39                 func2()
40 
41                 Output,
42                     1               # func1() 的打印
43                     func2()         # func2() 的打印
44                         print(c)
45                             UnboundLocalError: local variable ‘c‘ referenced before assignment
46 
47             func1 和 func2 同是对‘直接外围作用域‘的搜索, 为什么一个正确搜索约束 ‘c = 1‘,另一报错呢？
48             先来了解一个名字的定义 - ‘最内嵌套作用域规则‘.
49                 最内嵌套作用域规则：由一个赋值语句引进的名字在这个赋值语句所在的作用域里是可见（起作用）的，
50                                  而且在其内部嵌套的每个作用域里也可见，除非它被嵌套于内部的，
51                                  引进同样名字的另一条赋值语句所遮蔽/覆盖。
52 
53             从 exception 中得知, 变量 c 没有被定义. 上述问题就出现在‘定义‘的后半句，‘除非’分句 - ‘除非它被嵌套于内部的，
54             引进同样名字的另一条赋值语句所遮蔽/覆盖。‘ 恰巧紧接着报错处, 通过赋值语句引进了一个同名约束(‘c = 3‘)，进而破坏了‘最内嵌套作用域规则‘.
55 
56             现在尝试修改这个引用错误,
57                 c = 1
58                 def func1():
59                     print(c)     #1
60 
61                 def func2():
62                     global c     #2  在引用之前通过 global 关键字指定作用域
63                     print(c)     #2
64                     c = 3
65                     print(c)     #3
66 
67                 func1()
68                 func2()
69                 print(c)         #4
70 
71                 Output,
72                     1     #1
73                     1     #2  python 理解了编程者的意图
74                     3     #3
75                     3     #4
76             进一步再看一个闭包的例子，
77                 d = 1
78                 def func2():
79                     d = 3
80                     def func2I():
81                         global d
82                         print(d)          #1
83                         d += 4            #2    重写直接外层作用域
84                         print(d)          #2
85                     return func2I
86 
87                 abc = func2()
88                 abc()
89                 print(d)                  #3
90 
91                 Output,
92                     1        #1  global 关键字 打破 LEGB 规则, 限定引用直接外层作用于
93                     5        #2  直接外层作用于被重写
94                     5        #3  被重写的‘直接外作用域’(代码块儿最外层的 ‘d = 1‘ 这个约束)作用于 LEGB 规则下作用域