Python Locals: 快速獲取當前作用域的所有變量

Python作為一種腳本語言，在面對變量調用時，有時會出現一些不可預料的情況。比如有時候我們寫了一些代碼想要返回當前作用域中的所有變量名，這時候Python提供了一個方法——locals()——可以用於快速獲取當前作用域的所有變量。本篇文章將從如下幾個方面對Python Locals進行詳細的闡述。

一、locals的基本使用方法

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

foo()

運行上述代碼，將會輸出以下結果：

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

從代碼中可以看出，我們在函數foo中定義了三個變量a、b、c，然後通過調用locals()方法輸出當前作用域中的所有變量。運行後，我們得到了由三個變量名和對應的值組成的字典。

二、locals的返回對象

在上一小節中，我們已經知道了locals()方法返回的是一個字典，但是這個字典裡面都有啥呢？下面我們來看一下具體的內容。

首先，返回字典的鍵值對中包含了當前作用域中的所有變量名和對應的值。其次，這個字典中還包含了Python解釋器中一些內置的變量。

對於Python基礎變量類型來說，locals方法的返回結果中只會包含當前作用域中實際定義過的變量名，如以下代碼：

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

foo()

運行上述代碼，將得到以下結果：

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

在上述代碼中，我們在函數foo中定義了三個變量，然後通過調用locals()方法獲取了當前作用域中的所有變量和對應值的字典。可以看到字典中包含了三個我們定義的變量。

而對於一些Python解釋器內置的變量，如__name__、__doc__等，locals()方法也會返回其對應的鍵值對。比如以下代碼：

def foo():
    print(locals())

foo()

運行結果如下：

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

從上述結果可以看出，’__name__’和’__doc__’這樣的內置變量也包含在了返回的字典中。

三、locals和globals方法的區別

locals方法：

返回當前作用域中的所有變量和變量值的字典，包括當前函數或lambda表達式中的變量和全局變量。

globals方法：

返回全局作用域中的所有變量和變量值的字典，包括內置變量和全局變量。與locals方法不同的是，globals方法只顯示全局作用域中的變量，而不包含當前函數和lambda表達式中的變量。

下面我們通過對比globals()和locals()的不同使用方式來更好地理解兩者之間的區別。

四、locals在動態變量命名中的應用

在某些應用場景下，我們可能需要動態地給變量賦值，如第一次循環中定義一個變量a，第二次循環中為a賦不同的值，等等。這個時候我們可能會想到使用eval函數或exec函數，但是這兩個函數的本質都是執行字符串表達式。而locals方法則可以幫我們在許多動態場景下實現動態變量的命名。

下面就是動態變量命名的示例代碼：

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

運行上述代碼，將會輸出結果：

3

從上述代碼中可以看出，我們循環10遍，然後使用locals()動態地定義一個變量名為var_i的變量。最後，我們打印出var_3的值，結果為3。