使用内置函数跨模块存储全局变量

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我有一个Jupyter笔记本，我想用它来运行一系列在python'helper'文件中定义的函数。然而，笔记本确实有一些用户可以更改的变量（因此它们就像我想的常量）。我希望这些变量也可以从帮助文件中访问。我宁愿不必将这些变量传递给笔记本中​​的每个函数调用。

我发现在笔记本中定义这些变量时，以下工作原理：

import builtins

builtins.my_variable = my_value

变量'my_variable'现在可以在Jupyter笔记本和帮助文件中使用。

注意：以这种方式定义变量后，如果我在笔记本中键入help(builtins)并一直滚动到底部，在'DATA'部分下我会找到我的变量。

另一件事有效：

import helper
helper.my_variable = my_value

有人可以解释为什么/这些东西如何工作，如果使用它们有任何问题，如果有的话，可能有更好的方法吗？

python namespaces jupyter built-in
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首先，让我说我试图避免全球状态，现在说有时它是不可避免的。在Python中，创建全局状态的最简单方法是在其中包含一个包含变量的模块。例如，

# constants.py
constant1 = 'A Constant'
constant2 = 'Another Constant'
constant3 = 'Absolutely last constant'

在您的Jupyter笔记本中，您可以执行以下操作：

import constants

在具有您的功能的模块中，您也可以这样做。

基本上，你的第二种方法是要走的路。

CAVEAT Python并没有真正的常量概念，因为你可以做像constants.constant1 = 'Some new value'这样的事情，这会改变constants.constant1的新任务的值。

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首先：我建议将变量传递给helper模块函数，而不是依赖于全局状态。如果您需要某种全局状态并且不想一遍又一遍地传递它，请考虑将一些函数分组到类中，其中状态被传递给类的初始化程序并存储在实例上。这样，调用实例的方法隐式地传递实例，因此传递所需的状态，重复次数最少。我将在这个答案的底部提供一个简单的例子。

修改builtins的内容将意味着用您的值膨胀最后一个位置的查找。这可以想象地减慢所有代码，无处不在（特别是如果它意味着调整builtins模块的底层dict，可能使它不再适合缓存）。

从未来的角度来看，有occasional proposals to optimize lookups in builtins based on its presumed static contents;虽然大多数提案处理builtins被修改的情况，但所述优化的效果可能会丢失（恢复为仅按需执行查找）。这也有先例;在CPython 3.3之前，建议在__init__完成之前创建实例的所有属性，之后不应删除或添加属性（给定属性的值仍然可以更改）。但是在3.2及更早版本中，忽略这个建议并没有真正的惩罚。 Starting in 3.3, classes that followed this advice got a massive reduction in per instance memory overhead;没有遵循建议的课程一无所获。

修改builtins还有其他问题，例如：

  1. 可能导致dict的基础builtins增加大小，减少内存访问位置
  2. 可能会创建额外的冲突来查找特定的内置函数（因为新属性存在，从而减慢了对有用内置函数的访问速度）
  3. 可能隐藏其他模块中的错误，例如一个模块应该创建一个你在builtins本地推送的同名变量，但要么不能这样做并默默地使用你的定义，要么更糟糕的是，故意依赖不存在的名称懒惰地初始化它自己的属性，现在永远不会使用您的定义来初始化它
  4. 使代码难以维护;如果我在一个模块中看到一个名为foo的变量的引用，我希望能够在模块中找到定义，或者通过查看导入来找到定义的来源（from x import *语法阻碍了这个，这就是为什么静态代码跳棋经常报告from x import *是一个错误）。如果它是秘密地在一些不相关的模块中创建并推入builtins（或者更糟糕的是，从许多不同的无关模块中变异），我会对那些犯下这种暴行的人生气。

重点是，修改builtins是个坏主意。它可能会奏效，但不要这样做。

你的helpers模块方法并不完全可怕，但在实践中我建议直接在helpers.py中定义共享值as aqual.abdullah suggests并将它们视为常量，而不是让其他模块在那里创建它们（这会导致许多与修改相同的问题） builtins，问题范围更为有限）。

这些方法起作用的原因是模块大多只是字符串键控Python dicts的语法糖。您可以向Python中的大多数（尽管不是全部）对象添加新属性，模块本身就是对象（而不是该一般规则的例外之一）。

helper.my_variable = my_value

真的归结为：

helper.__dict__['my_variable'] = my_value

并且由于所有导入器都看到相同的helper（一个模块缓存在第一个import上，所有后续的imports都返回对同一个缓存副本的引用），所有这些都看到了修改。

我在顶部提到的更好的解决方案是改变：

# helpers.py
a = 1
b = 2

def func1():
    return a + b

def func2():
    return a * b

def func3():
    return a / b

与来电者做：

>>> import helper
>>> helper.a = 5
>>> helper.func1()

基于类的设计：

# helpers.py
class Helper:
    def __init__(self, a=1, b=2):
        self.a = 1
        self.b = 2

    def func1(self):
        return self.a + self.b

    def func2(self):
        return self.a * self.b

    def func3(self):
        return self.a / self.b

用法是：

>>> import helpers
>>> h = helpers.Helper(a=5)
>>> h.func1()

或者只使用一组给定的值：

>>> helpers.Helper(a=5).func1()

并使用默认值只是：

>>> helpers.Helper().func1()

这避免了多线程（或重入代码）对helpers的全局状态进行互不兼容的更改的问题（因为现在状态存储在实例中，这些实例是独立拥有和管理的）。使用带有默认参数的初始化程序意味着您永远不会丢失原始默认值;你总能制作一份新的副本。

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