locals(Python中locals的作用是什么)

Python的命名空間通過一種字典的形式來體現, 而具體到函數也就是locals() 和 globals(), 分別對應著局部命名空間和全局命名空間. 于是, 我們也就能通過這些方法去實現我們"動態賦值"的需求.

例如:

deftest():globals()['a2']=4test()printa2#輸出4

很自然, 既然 globals能改變全局命名空間, 那理所當然locals應該也能修改局部命名空間.修改函數內的局部變量.

但事實真是如此嗎? 不是!

defaaaa():printlocals()foriin['a','b','c']:locals()[i]=1printlocals()printaaaaa()

輸出:

{}
{'i': 'c', 'a': 1, 'c': 1, 'b': 1}
Traceback (most recent call last):
File "5.py", line 17, in <module>
aaaa()
File "5.py", line 16, in aaaa
print a
NameError: global name 'a' is not defined

程序運行報錯了!

但是在第二次print locals()很清楚能夠看到, 局部空間是已經有那些變量了, 其中也有變量a并且值也為1, 但是為什么到了print a卻報出NameError異常?

再看一個例子:

defaaaa():printlocals()s='test'#加入顯示賦值sforiin['a','b','c']:locals()[i]=1printlocals()prints#打印局部變量sprintaaaaa()

輸出:

{}
{'i': 'c', 'a': 1, 's': 'test', 'b': 1, 'c': 1}
test
Traceback (most recent call last):
File "5.py", line 19, in <module>
aaaa()
File "5.py", line 18, in aaaa
print a
NameError: global name 'a' is not defined

上下兩段代碼, 區別就是, 下面的有顯示賦值的代碼, 雖然也是同樣觸發了NameError異常, 但是局部變量s的值被打印了出來.

這就讓我們覺得很納悶, 難道通過locals()改變局部變量, 和直接賦值有不同? 想解決這個問題, 只能去看程序運行的真相了, 又得上大殺器dis~

根源探討

直接對第二段代碼解析:

130LOAD_GLOBAL0(locals)3CALL_FUNCTION06PRINT_ITEM7PRINT_NEWLINE148LOAD_CONST1('test')11STORE_FAST0(s)1514SETUP_LOOP36(to53)17LOAD_CONST2('a')20LOAD_CONST3('b')23LOAD_CONST4('c')26BUILD_LIST329GET_ITER>>30FOR_ITER19(to52)33STORE_FAST1(i)1636LOAD_CONST5(1)39LOAD_GLOBAL0(locals)42CALL_FUNCTION045LOAD_FAST1(i)48STORE_SUBSCR49JUMP_ABSOLUTE30>>52POP_BLOCK17>>53LOAD_GLOBAL0(locals)56CALL_FUNCTION059PRINT_ITEM60PRINT_NEWLINE1861LOAD_FAST0(s)64PRINT_ITEM65PRINT_NEWLINE1966LOAD_GLOBAL1(a)69PRINT_ITEM70PRINT_NEWLINE71LOAD_CONST0(None)74RETURN_VALUENone

在上面的字節碼可以看到:

1. locals() 對應的字節碼是: LOAD_GLOBAL

2. s='test' 對應的字節碼是: LOAD_CONST 和 STORE_FAST

3. print s 對應的字節碼是: LOAD_FAST

4. print a 對應的字節碼是: LOAD_GLOBAL

從上面羅列出來的幾個關鍵語句的字節碼可以看出, 直接賦值/讀取 和 通過locals()賦值/讀取 本質是很大不同的. 那么觸發NameError異常, 是否證明通過 locals()[i] = 1 存儲的值, 和真正的局部命名空間 是不同的兩個位置?

想要回答這個問題, 我們得先確定一個東西, 就是真正的局部命名空間如何獲取? 其實這個問題, 在上面的字節碼上, 已經給出了標準答案了!

真正的局部命名空間, 其實是存在 STORE_FAST 這個對應的數據結構里面. 這個是什么鬼, 這個需要源碼來解答:

//ceval.c從上往下,依次是相應函數或者變量的定義//指令源碼TARGET(STORE_FAST){v=POP();SETLOCAL(oparg,v);FAST_DISPATCH();}--------------------//SETLOCAL宏定義#defineSETLOCAL(i,value)do{PyObject*tmp=GETLOCAL(i);\GETLOCAL(i)=value;\Py_XDECREF(tmp);}while(0)--------------------//GETLOCAL宏定義#defineGETLOCAL(i)(fastlocals[i])--------------------//fastlocals真面目PyObject*PyEval_EvalFrameEx(PyFrameObject*f,intthrowflag){//省略其他無關代碼fastlocals=f->f_localsplus;....}

看到這里, 應該就能明確了, 函數內部的局部命名空間, 實際是就是幀對象的f的成員f_localsplus, 這是一個數組, 了解函數創建的童鞋可能會比較清楚, 在CALL_FUNCTION時, 會對這個數組進行初始化, 將形參賦值什么都會按序塞進去, 在字節碼 18 61 LOAD_FAST 0 (s)中, 第四列的0, 就是將f_localsplus第 0 個成員取出來, 也就是值 "s".

所以STORE_FAST才是真正的將變量存入局部命名空間, 那locals()又是什么鬼? 為什么看起來就跟真的一樣?

這個就需要分析locals, 對于這個, 字節碼可能起不了作用, 直接去看內置函數如何定義的吧:

//bltinmodule.cstaticPyMethodDefbuiltin_methods[]={...//找到locals函數對應的內置函數是builtin_locals{"locals",(PyCFunction)builtin_locals,METH_NOARGS,locals_doc},...}-----------------------------//builtin_locals的定義staticPyObject*builtin_locals(PyObject*self){PyObject*d;d=PyEval_GetLocals();Py_XINCREF(d);returnd;}-----------------------------PyObject*PyEval_GetLocals(void){PyFrameObject*current_frame=PyEval_GetFrame();//獲取當前堆棧對象if(current_frame==NULL)returnNULL;PyFrame_FastToLocals(current_frame);//初始化和填充f_localsreturncurrent_frame->f_locals;}-----------------------------//初始化和填充f_locals的具體實現voidPyFrame_FastToLocals(PyFrameObject*f){/*Mergefastlocalsintof->f_locals*/PyObject*locals,*map;PyObject**fast;PyObject*error_type,*error_value,*error_traceback;PyCodeObject*co;Py_ssize_tj;intncells,nfreevars;if(f==NULL)return;locals=f->f_locals;//如果locals為空,就新建一個字典對象if(locals==NULL){locals=f->f_locals=PyDict_New();if(locals==NULL){PyErr_Clear();/*Can'treportit:-(*/return;}}co=f->f_code;map=co->co_varnames;if(!PyTuple_Check(map))return;PyErr_Fetch(&error_type,&error_value,&error_traceback);fast=f->f_localsplus;j=PyTuple_GET_SIZE(map);if(j>co->co_nlocals)j=co->co_nlocals;//將f_localsplus寫入localsif(co->co_nlocals)map_to_dict(map,j,locals,fast,0);ncells=PyTuple_GET_SIZE(co->co_cellvars);nfreevars=PyTuple_GET_SIZE(co->co_freevars);if(ncells||nfreevars){//將co_cellvars寫入localsmap_to_dict(co->co_cellvars,ncells,locals,fast+co->co_nlocals,1);if(co->co_flags&CO_OPTIMIZED){//將co_freevars寫入localsmap_to_dict(co->co_freevars,nfreevars,locals,fast+co->co_nlocals+ncells,1);}}PyErr_Restore(error_type,error_value,error_traceback);}

從上面PyFrame_FastToLocals已經看出來, locals() 實際上做了下面幾件事:

1. 判斷幀對象 的 f_f->f_locals 是否為空, 若是, 則新建一個字典對象.

2. 分別將 localsplus, co_cellvars 和 co_freevars 寫入 f_f->f_locals.

在這簡單介紹下上面幾個分別是什么鬼:

1. localsplus: 函數參數(位置參數+關鍵字參數), 顯示賦值的變量.

2. co_cellvars 和 co_freevars: 閉包函數會用到的局部變量.

以上就是Python中locals()的作用是什么,小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注本站行業資訊頻道。