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这篇CFSDN的博客文章详解Python locals()的陷阱由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.
在工作中, 有时候会遇到一种情况: 动态地进行变量赋值, 不管是局部变量还是全局变量, 在我们绞尽脑汁的时候, python已经为我们解决了这个问题. 。
python的命名空间通过一种字典的形式来体现, 而具体到函数也就是locals() 和 globals(), 分别对应着局部命名空间和全局命名空间. 于是, 我们也就能通过这些方法去实现我们"动态赋值"的需求. 。
例如
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def
test():
globals
()[
'a2'
]
=
4
test()
print
a2
# 输出 4
|
很自然, 既然 globals能改变全局命名空间, 那理所当然locals应该也能修改局部命名空间.修改函数内的局部变量. 。
但事实真是如此吗? 不是.
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def
aaaa():
print
locals
()
for
i
in
[
'a'
,
'b'
,
'c'
]:
locals
()[i]
=
1
print
locals
()
print
a
aaaa()
|
输出
{} {'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 。
程序运行报错了.
但是在第二次print locals()很清楚能够看到, 局部空间是已经有那些变量了, 其中也有变量a并且值也为1, 但是为什么到了print a却报出nameerror异常?
再看一个例子
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def
aaaa():
print
locals
()
s
=
'test'
# 加入显示赋值 s
for
i
in
[
'a'
,
'b'
,
'c'
]:
locals
()[i]
=
1
print
locals
()
print
s
# 打印局部变量 s
print
a
aaaa()
|
输出
{} {'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 。
上下两段代码, 区别就是, 下面的有显示赋值的代码, 虽然也是同样触发了nameerror异常, 但是局部变量s的值被打印了出来. 。
这就让我们觉得很纳闷, 难道通过locals()改变局部变量, 和直接赋值有不同? 想解决这个问题, 只能去看程序运行的真相了, 又得上大杀器dis~ 。
根源探讨 。
直接对第二段代码解析
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40
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0
load_global
0
(
locals
)
3
call_function
0
6
print_item
7
print_newline
14
8
load_const
1
(
'test'
)
11
store_fast
0
(s)
15
14
setup_loop
36
(to
53
)
17
load_const
2
(
'a'
)
20
load_const
3
(
'b'
)
23
load_const
4
(
'c'
)
26
build_list
3
29
get_iter
>>
30
for_iter
19
(to
52
)
33
store_fast
1
(i)
16
36
load_const
5
(
1
)
39
load_global
0
(
locals
)
42
call_function
0
45
load_fast
1
(i)
48
store_subscr
49
jump_absolute
30
>>
52
pop_block
17
>>
53
load_global
0
(
locals
)
56
call_function
0
59
print_item
60
print_newline
18
61
load_fast
0
(s)
64
print_item
65
print_newline
19
66
load_global
1
(a)
69
print_item
70
print_newline
71
load_const
0
(none)
74
return_value
none
|
在上面的字节码可以看到
从上面罗列出来的几个关键语句的字节码可以看出, 直接赋值/读取 和 通过locals()赋值/读取 本质是很大不同的. 那么触发nameerror异常, 是否证明通过 locals()[i] = 1 存储的值, 和真正的局部命名空间 是不同的两个位置?
想要回答这个问题, 我们得先确定一个东西, 就是真正的局部命名空间如何获取? 其实这个问题, 在上面的字节码上, 已经给出了标准答案了.
真正的局部命名空间, 其实是存在 store_fast 这个对应的数据结构里面. 这个是什么鬼, 这个需要源码来解答
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/
/
ceval.c 从上往下, 依次是相应函数或者变量的定义
/
/
指令源码
target(store_fast)
{
v
=
pop();
setlocal(oparg, v);
fast_dispatch();
}
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-
-
-
-
-
/
/
setlocal 宏定义
#define setlocal(i, value) do { pyobject *tmp = getlocal(i); \
getlocal(i)
=
value; \
py_xdecref(tmp); }
while
(
0
)
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-
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/
/
getlocal 宏定义
#define getlocal(i) (fastlocals[i])
-
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-
-
-
-
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-
-
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/
/
fastlocals 真面目
pyobject
*
pyeval_evalframeex(pyframeobject
*
f,
int
throwflag){
/
/
省略其他无关代码
fastlocals
=
f
-
>f_localsplus;
....
}
|
看到这里, 应该就能明确了, 函数内部的局部命名空间, 实际是就是帧对象的f的成员f_localsplus, 这是一个数组, 了解函数创建的童鞋可能会比较清楚, 在call_function时, 会对这个数组进行初始化, 将形参赋值什么都会按序塞进去, 在字节码 18 61 load_fast 0 (s)中, 第四列的0, 就是将f_localsplus第 0 个成员取出来, 也就是值 "s". 。
所以store_fast才是真正的将变量存入局部命名空间, 那locals()又是什么鬼? 为什么看起来就跟真的一样?
这个就需要分析locals, 对于这个, 字节码可能起不了作用, 直接去看内置函数如何定义的吧
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/
/
bltinmodule.c
static pymethoddef builtin_methods[]
=
{
...
/
/
找到
locals
函数对应的内置函数是 builtin_locals
{
"locals"
, (pycfunction)builtin_locals, meth_noargs, locals_doc},
...
}
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/
/
builtin_locals 的定义
static pyobject
*
builtin_locals(pyobject
*
self
)
{
pyobject
*
d;
d
=
pyeval_getlocals();
py_xincref(d);
return
d;
}
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-
pyobject
*
pyeval_getlocals(void)
{
pyframeobject
*
current_frame
=
pyeval_getframe();
/
/
获取当前堆栈对象
if
(current_frame
=
=
null)
return
null;
pyframe_fasttolocals(current_frame);
/
/
初始化和填充 f_locals
return
current_frame
-
>f_locals;
}
-
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-
-
/
/
初始化和填充 f_locals 的具体实现
void
pyframe_fasttolocals(pyframeobject
*
f)
{
/
*
merge fast
locals
into f
-
>f_locals
*
/
pyobject
*
locals
,
*
map
;
pyobject
*
*
fast;
pyobject
*
error_type,
*
error_value,
*
error_traceback;
pycodeobject
*
co;
py_ssize_t j;
int
ncells, nfreevars;
if
(f
=
=
null)
return
;
locals
=
f
-
>f_locals;
/
/
如果
locals
为空, 就新建一个字典对象
if
(
locals
=
=
null) {
locals
=
f
-
>f_locals
=
pydict_new();
if
(
locals
=
=
null) {
pyerr_clear();
/
*
can't report it :
-
(
*
/
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;
/
/
将 f_localsplus 写入
locals
if
(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) {
/
/
将 co_cellvars 写入
locals
map_to_dict(co
-
>co_cellvars, ncells,
locals
, fast
+
co
-
>co_nlocals,
1
);
if
(co
-
>co_flags & co_optimized) {
/
/
将 co_freevars 写入
locals
map_to_dict(co
-
>co_freevars, nfreevars,
locals
, fast
+
co
-
>co_nlocals
+
ncells,
1
);
}
}
pyerr_restore(error_type, error_value, error_traceback);
}
|
从上面pyframe_fasttolocals已经看出来, locals() 实际上做了下面几件事
在这简单介绍下上面几个分别是什么鬼
结论 。
通过上面的源码, 我们已经很明确知道locals() 看到的, 的确是函数的局部命名空间的内容, 但是它本身不能代表局部命名空间, 这就好像一个代理, 它收集了a, b, c的东西, 展示给我看, 但是我却不能简单的通过改变这个代理, 来改变a, b, c真正拥有的东西.
这也就是为什么, 当我们通过locals()[i] = 1的方式去动态赋值时, print a却触发了nameerror异常, 而相反的, globals()确实真正的全局命名空间, 所以一般会说 。
locals() 只读, globals() 可读可写 。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我.
原文链接:https://segmentfault.com/a/1190000012724861 。
最后此篇关于详解Python locals()的陷阱的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于详解Python locals()的陷阱的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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