在 Python 中，作用域（Scope） 定义了一个变量或名称可以被访问和使用的范围。Python 的作用域机制是基于 LEGB（Local -> Enclosing -> Global -> Built-in）规则的，这个规则决定了在代码中查找变量名时，Python 的解释器会依次查看各个作用域，直到找到该变量或名称。

Python 作用域的层级（LEGB规则）

1. L (Local) - 局部作用域：

   • 这是当前正在执行的函数或方法内的作用域。任何在函数或方法内部定义的变量，都是局部变量，它们只能在该函数或方法内访问。

2. E (Enclosing) - 闭包作用域：

   • 如果在一个函数内定义了另一个函数（即内嵌函数），那么内嵌函数可以访问外层函数的局部变量。这种外层函数的作用域被称为闭包作用域。注意，闭包作用域适用于嵌套函数，但不适用于其他的作用域嵌套。

3. G (Global) - 全局作用域：

   • 这是在模块级别（文件级别）定义的变量所在的作用域。全局作用域中的变量可以在整个模块内的任何地方访问，只要在访问它们之前，它们已经被定义。

4. B (Built-in) - 内建作用域：

   • 这是 Python 内部预定义的所有内建名字的作用域，例如 print()、len()、int() 等内建函数和类型。在 Python 程序中，任何地方都可以访问这些内建对象。

LEGB 查找顺序

当你在 Python 中使用一个变量时，解释器会按以下顺序查找该变量：

1. 局部作用域（L）：首先查找当前函数或方法的局部作用域。
2. 闭包作用域（E）：如果在当前作用域找不到，则查找封闭函数的作用域。
3. 全局作用域（G）：如果仍然没有找到，则查找模块级别的作用域。
4. 内建作用域（B）：最后，如果仍然找不到，就查找 Python 的内建命名空间。

示例：作用域和 LEGB 规则

# 全局作用域
x = 10

def outer_function():
    # 闭包作用域
    x = 20
    def inner_function():
        # 局部作用域
        x = 30
        print(x)  # 局部作用域中的 x
    inner_function()
    print(x)  # 闭包作用域中的 x

outer_function()
print(x)  # 全局作用域中的 x

输出：

30  # 来自 inner_function 的局部作用域
20  # 来自 outer_function 的闭包作用域
10  # 来自全局作用域

解释：

1. 在 inner_function() 中，x = 30 是局部作用域中的变量，因此打印出 30。
2. 在 outer_function() 中，x = 20 属于闭包作用域。由于 inner_function() 执行完毕后，打印 x 会看到的是 outer_function 作用域中的变量 x，即 20。
3. 在 outer_function() 外部，x = 10 是全局作用域中的变量，最后打印全局作用域中的 x 值，即 10。

关键点：

• 局部作用域优先级最高，在当前函数中首先查找。
• 闭包作用域优先于全局作用域。
• 全局作用域优先级次之，模块级别的变量可以在整个模块中访问。
• 内建作用域的优先级最低，包含 Python 内建的名称。

注意事项：

• 函数参数也是局部变量，属于局部作用域的一部分。
• 如果变量名在一个作用域中被赋值（例如局部变量），那么在该作用域中访问这个变量时，Python 会优先查找局部作用域中的值。如果没有赋值，Python 会查找外层作用域。

示例：未定义的变量查找

x = 10  # 全局作用域

def example():
    print(x)  # 查找 x

example()  # 会输出 10

在 example 函数中，x 没有在局部作用域中定义，所以 Python 会按照 LEGB 规则查找，最终会在全局作用域中找到并使用全局变量 x。

总结

• 作用域（Scope） 定义了变量名在代码中的有效范围。
• LEGB 规则 决定了变量名的查找顺序：首先查找局部作用域，其次查找封闭作用域，再查找全局作用域，最后查找内建作用域。
• Python 中的作用域机制使得变量的访问更加灵活和高效，同时也避免了命名冲突和混乱。