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Python Locals: 快速获取当前作用域的所有变量

Python作为一种脚本语言,在面对变量调用时,有时会出现一些不可预料的情况。比如有时候我们写了一些代码想要返回当前作用域中的所有变量名,这时候Python提供了一个方法——locals()——可以用于快速获取当前作用域的所有变量。本篇文章将从如下几个方面对Python Locals进行详细的阐述。

一、locals的基本使用方法

def foo():
    a = 1
    b = 2
    c = 3
    print(locals())

foo()

运行上述代码,将会输出以下结果:

{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

从代码中可以看出,我们在函数foo中定义了三个变量a、b、c,然后通过调用locals()方法输出当前作用域中的所有变量。运行后,我们得到了由三个变量名和对应的值组成的字典。

二、locals的返回对象

在上一小节中,我们已经知道了locals()方法返回的是一个字典,但是这个字典里面都有啥呢?下面我们来看一下具体的内容。

首先,返回字典的键值对中包含了当前作用域中的所有变量名和对应的值。其次,这个字典中还包含了Python解释器中一些内置的变量。

对于Python基础变量类型来说,locals方法的返回结果中只会包含当前作用域中实际定义过的变量名,如以下代码:

def foo():
    name = 'Tom'
    age = 18
    address = 'China'
    print(locals())

foo()

运行上述代码,将得到以下结果:

{'age': 18, 'name': 'Tom', 'address': 'China'}

在上述代码中,我们在函数foo中定义了三个变量,然后通过调用locals()方法获取了当前作用域中的所有变量和对应值的字典。可以看到字典中包含了三个我们定义的变量。

而对于一些Python解释器内置的变量,如__name__、__doc__等,locals()方法也会返回其对应的键值对。比如以下代码:

def foo():
    print(locals())

foo()

运行结果如下:

{'foo': <function foo at 0x7fcdb16b22f0>, '__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__file__': 'test.py', '__name__': '__main__', '__doc__': None}

从上述结果可以看出,'__name__'和'__doc__'这样的内置变量也包含在了返回的字典中。

三、locals和globals方法的区别

locals方法:

返回当前作用域中的所有变量和变量值的字典,包括当前函数或lambda表达式中的变量和全局变量。

globals方法:

返回全局作用域中的所有变量和变量值的字典,包括内置变量和全局变量。与locals方法不同的是,globals方法只显示全局作用域中的变量,而不包含当前函数和lambda表达式中的变量。

下面我们通过对比globals()和locals()的不同使用方式来更好地理解两者之间的区别。

四、locals在动态变量命名中的应用

在某些应用场景下,我们可能需要动态地给变量赋值,如第一次循环中定义一个变量a,第二次循环中为a赋不同的值,等等。这个时候我们可能会想到使用eval函数或exec函数,但是这两个函数的本质都是执行字符串表达式。而locals方法则可以帮我们在许多动态场景下实现动态变量的命名。

下面就是动态变量命名的示例代码:

for i in range(10):
    locals()['var_{}'.format(i)] = i
    
print(var_3)

运行上述代码,将会输出结果:

3

从上述代码中可以看出,我们循环10遍,然后使用locals()动态地定义一个变量名为var_i的变量。最后,我们打印出var_3的值,结果为3。