Пространства имен в Python

Пространство имен — это система, которая гарантирует, что все имена в программе уникальны и могут быть использованы без конфликта. Это своего рода “словарь”, где ключи — это имена переменных, а значения — это сами объекты.

• Built-in — встроенные имена (print, len, str и т.д.)
• Global — имена на уровне модуля
• Enclosing — имена во внешних функциях (при замыканиях)
• Local — имена внутри функции

Python использует правило LEGB для разрешения имен переменных

Local (Локальное)

• Имена, определенные внутри текущей функции
• Создается при вызове функции и уничтожается при выходе из нее

def my_function():
    x = 10  # локальная переменная
    print(x)

Enclosing (Объемлющее)

• Имена в локальных областях объемлющих функций (замыкания)
• Актуально при вложенных функциях

def outer():
    x = 20  # enclosing переменная
    
    def inner():
        print(x)  # обращение к переменной из объемлющей области
    inner()

outer()  # выводит: 20

Global (Глобальное)

• Имена на уровне модуля (вне всех функций)
• Создается при импорте модуля

y = 30  # глобальная переменная

def func():
    print(y)  # обращение к глобальной переменной

func()  # выводит: 30

Built-in (Встроенное)

• Имена встроенных функций и исключений (print, len, ValueError и т.д.)
• Часть стандартной библиотеки Python

def func():
    print(len("hello"))  # len - встроенная функция

func()  # выводит: 5

Как работает разрешение имен?

Python ищет имя в порядке: Local → Enclosing → Global → Built-in

# Built-in: print, len
# Global:
x = "global"

def outer():
    # Enclosing:
    x = "enclosing"
    
    def inner():
        # Local:
        x = "local"
        print(x)  # выводит: local
    
    inner()
    print(x)      # выводит: enclosing

outer()
print(x)          # выводит: global

Ключевые слова:

• global — указывает, что переменная принадлежит глобальной области
• nonlocal — указывает, что переменная принадлежит объемлющей (enclosing) области

x = "global"

def outer():
    x = "enclosing"
    
    def inner():
        global x
        x = "modified global"
        print(x)  # выводит: modified global
    
    inner()
    print(x)      # выводит: enclosing (не изменилась)

outer()
print(x)          # выводит: modified global

def outer():
    x = "enclosing"
    
    def inner():
        nonlocal x
        x = "modified enclosing"
        print(x)  # выводит: modified enclosing
    
    inner()
    print(x)      # выводит: modified enclosing

outer()

Важные моменты:

• LEGB применяется только для чтения переменных, не для их создания
• Присваивание создает переменную в локальной области, если не указано иное
• Функции создают новую локальную область при каждом вызове
• Модули имеют глобальную область, которая существует всё время выполнения