python中的动态变量问题

Question

我是初学。在python3中，使用

for i in range(3):
    locals()['part' + str(i)] = i
print(part0)
print(part1)
print(part2)

能够得到三个动态生成的变量part0，part1和part2
但是把上面代码包含到一个函数中

def Main():
    for i in range(3):
        locals()['part'+str(i)] = i
    print(part0)
    print(part1)
    print(part2)

Main()

却会报错，说变量part0没有被定义呢？

Answer 1

先看一段代码

print locals
'''输出的是
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__':'__main__', '__doc__': None, '__package__': None}
'''
a = 1
print locals()
'''
输出是
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', '__doc__': None, 'a': 1, '__package__': None}
注意：多了一个'a':1
'''
def b():
    print locals()
b()
'''
输出是
{}
'''
def b():
    c = 1
    print locals()
b()
'''
输出是
{'c':1}
'''

至此你应该明白locals实际上是表示当前作用域的含义。
那么再来执行一段代码

print locals()
locals()['test'] = 1
print locals()
print test

输出是：

{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None}
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', 'test': 1, '__doc__': None, '__package__': None}
1

这时候就动态的增加了变量test。但是注意，这里是在最外层，也就是全局作用域下利用locals()增加了变量定义。
那么为什么在你的代码中，通过locals()动态增加变量会报错呢？

接下来说一下python寻找变量的机制。
当一行代码要使用变量 x 的值时，Python会到所有可用的名字空间去查找变量，按照如下顺序：

• 局部名字空间 - 特指当前函数或类的方法。如果函数定义了一个局部变量 x，Python将使用这个变量，然后停止搜索。
• 全局名字空间 - 特指当前的模块。如果模块定义了一个名为 x 的变量，函数或类，Python将使用这个变量然后停止搜索。
• 内置名字空间 - 对每个模块都是全局的。作为最后的尝试，Python将假设 x 是内置函数或变量。

注意：这里搜索局部名字空间并不是搜索locals()，因此在局部空间的locals()中添加变量并不会被python搜索到。实际上在在局部作用域下，locals是一个可读函数来输出该局部作用域下定义的变量，python内部并没有读locals()来寻找变量名，而且通过locals来更改变量值也是不可行的，代码如下

def a():
    b = 1
    locals()['b'] = 2
    print b
a()  #输出为1

至此，解释了为什么在你的代码中会报part0未定义的错误了。

那么，怎样才可以动态增加变量呢？可以通过globals()['new_var']来增加，但是注意，这里增加的全局变量，慎用啊。代码如下：

def a():
    for i in range(3):
        globals()['part' + str(i)] = i
    print part0
    print part1
    print part2
a()
print part0
'''
输出为：
0
1
2
0
'''

至于如何动态局部作用域下增加变量，这个我还真不清楚，不过你可以变通一下，定义一个字典变量，然后赋值给它就好了嘛，代码如下：

def a():
    b = {}
    for i in range(3):
        b['part' + str(i)] = i
    print b['part0']
    print b['part1']
    print b['part2']
a()
'''
输出为：
0
1
2
'''

Answer 2

默认的情况下下，globals()是可以直接用dict来操作的，但是locals()并不一样，可以先认为locals()是一个只读的dict（或者是没有写回作用的dict），只能知道你当前的代码的局部变量，但是无法通过修改locals() 使之生效

如果用exec在执行代码时，指定一个dict作为这这段代码的locals，是可以修改的