Python 中 Globals 函数的妙用

globals 函数是 Python 内置的一个非常有用的函数，它返回当前全局符号表的一个字典对象。符号表是一个包含了变量名和变量值的映射，而全局符号表则包含了所有在当前模块级别定义的变量。本文将由浅入深地介绍 globals 函数的用法及其背后的原理。

基本用法

最简单的用法是直接调用 globals 函数，它会返回当前全局命名空间中的所有变量及其值。

# example1.py
a = 10
b = "Hello, World!"

print(globals())

输出：

{
'a': 10,
'b': 'Hello, World!',
'__name__': '__main__',
'__doc__': None,
'__package__': None,
'__loader__': None,
'__spec__': None,
'__annotations__': {},
'__builtins__': ,
'__file__': 'example1.py',
'__cached__': None
}

在上面的例子中，globals 返回了一个字典，其中包含了在当前模块中定义的所有全局变量和一些特殊变量（如 __name__, __file__ 等等）。

动态创建全局变量

通过 globals 函数，我们可以动态地创建或修改全局变量。

# example2.py
globals()['new_var'] = 42

print(new_var)  # 输出: 42

在这个例子中，我们通过 globals 函数动态地创建了一个名为 new_var 的全局变量，并赋值为 42。

修改全局变量

同样，我们也可以使用 globals 修改现有的全局变量。

# example3.py
a = 10
print("Before:", a)  # 输出: Before: 10

globals()['a'] = 20
print("After:", a)   # 输出: After: 20

在这个例子中，我们通过 globals 函数修改了全局变量 a 的值。

理解 globals 函数的原理

globals 函数背后的原理其实很简单：它返回当前模块的全局命名空间。这是通过 Python 内部维护的一个字典实现的，这个字典包含了模块中定义的所有全局变量及其值。

在 Python 中，每个模块都有一个全局命名空间，这个命名空间在模块被导入时创建，并在模块被卸载时销毁。globals 函数只是简单地返回了这个命名空间的引用。

与 locals 函数的比较

与 globals 类似，locals 函数返回的是局部命名空间中的变量及其值。不同的是，locals 通常在函数内部使用，而 globals 则是模块级别的。

# example4.py
def func():
   x = 5
   print("Locals:", locals())

func()

输出：

Locals: {'x': 5}

在这个例子中，locals 返回了函数 func 内部的局部变量 x。

实际应用场景

在实际开发中，globals 函数可以用于动态配置、调试和实现某些高级功能。例如，可以使用 globals 动态加载配置文件中的变量，或者在调试时打印出当前全局命名空间中的所有变量及其值。

# example5.py
config = {
   'host': 'localhost',
   'port': 8080
}

# 动态加载配置
for key, value in config.items():
   globals()[key] = value

print(host)  # 输出: localhost
print(port)  # 输出: 8080

希望这篇文章能帮助你更好地理解和使用 globals 函数。Happy coding!